10 группа элементов

Подгру́ппа ни́келя — хими­че­ские эле­мен­ты 10‑й груп­пы пери­о­ди­че­ской таб­ли­цы хими­че­ских эле­мен­тов (по уста­рев­шей клас­си­фи­ка­ции — эле­мен­ты побоч­ной под­груп­пы VIII груп­пы)^[1].
В груп­пу вхо­дят никель Ni, пал­ла­дий Pd и пла­ти­на Pt. На осно­ва­нии элек­трон­ной кон­фи­гу­ра­ции ато­ма к этой же груп­пе отно­сит­ся и эле­мент дарм­штад­тий Ds, искус­ствен­но син­те­зи­ро­ван­ный в 1994 году.

Свойства

Два эле­мен­та груп­пы — пал­ла­дий и пла­ти­на — отно­сят­ся к семей­ству пла­ти­но­вых метал­лов. Как и в дру­гих груп­пах, чле­ны 10‑й груп­пы эле­мен­тов про­яв­ля­ют зако­но­мер­но­сти элек­трон­ной кон­фи­гу­ра­ции, осо­бен­но внеш­них обо­ло­чек, в резуль­та­те чего у эле­мен­тов этой груп­пы про­яв­ля­ет­ся сход­ство физи­че­ских свойств и хими­че­ско­го пове­де­ния:

Метал­лы 10‑й груп­пы име­ют цвет от бело­го до свет­ло-серо­го, обла­да­ют силь­ным блес­ком, устой­чи­во­стью к потуск­не­нию (окис­ле­ния) при нор­маль­ных усло­ви­ях, очень ков­кие, име­ют сте­пень окис­ле­ния от +2 до +4, а при спе­ци­аль­ных усло­ви­ях +1. Суще­ство­ва­ние состо­я­ния +3 дис­ку­ти­ру­ет­ся, посколь­ку такое состо­я­ние может быть кажу­щим­ся, создан­ным состо­я­ни­я­ми +2 и +4. Тео­рия пред­по­ла­га­ет, что метал­лы груп­пы 10 могут при опре­де­лён­ных усло­вия иметь сте­пень окис­ле­ния +6, но это ещё пред­сто­ит дока­зать окон­ча­тель­но в лабо­ра­тор­ных опы­тах.

История

Никель открыт в 1751 г. Одна­ко задол­го до это­го сак­сон­ские гор­ня­ки хоро­шо зна­ли руду, кото­рая внешне похо­ди­ла на мед­ную руду и при­ме­ня­лась в стек­ло­ва­ре­нии для окрас­ки стё­кол в зелё­ный цвет. Пал­ла­дий открыт англий­ским хими­ком Вилья­мом Вол­ла­сто­ном в 1803 году. Вол­ла­стон выде­лил его из пла­ти­но­вой руды, при­ве­зён­ной из Южной Аме­ри­ки. Пла­ти­на была неиз­вест­на в Евро­пе до XVIII века. Впер­вые в чистом виде из руд пла­ти­на была полу­че­на англий­ским хими­ком У. Вол­ла­сто­ном в 1803 году. В Рос­сии ещё в 1819 году в рос­сып­ном золо­те, добы­том на Ура­ле, был обна­ру­жен «новый сибир­ский металл». Сна­ча­ла его назы­ва­ли белым золо­том, пла­ти­на встре­ча­лась на Верх-Исет­ских, а затем и на Невьян­ских и Билим­ба­ев­ских при­ис­ках. Бога­тые рос­сы­пи пла­ти­ны были откры­ты во вто­рой поло­вине 1824 года, а на сле­ду­ю­щий год в Рос­сии нача­лась её добы­ча^[2].

Дарм­штад­тий искус­ствен­но син­те­зи­ро­ван в 1994 в Цен­тре иссле­до­ва­ний тяжё­лых ионов (нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дарм­штадт^[3]. Новый эле­мент был полу­чен в реак­ции сли­я­ния ато­мов нике­ля и свин­ца в резуль­та­те бом­бар­ди­ров­ки свин­цо­вой мише­ни иона­ми нике­ля, уско­рен­ны­ми в уско­ри­те­ле ионов UNILAC в GSI.

Распространение в природе и биосфере

Никель доволь­но рас­про­стра­нён в при­ро­де — его мас­со­вое содер­жа­ние в зем­ной коре состав­ля­ет око­ло 0,01 %. В зем­ной коре встре­ча­ет­ся толь­ко в свя­зан­ном виде, в желез­ных метео­ри­тах содер­жит­ся само­род­ный никель (до 8 %). Пал­ла­дий — один из наи­бо­лее ред­ких эле­мен­тов, его сред­няя кон­цен­тра­ция в зем­ной коре 1⋅10⁻⁶ % по мас­се. Пла­ти­на тоже один из наи­бо­лее ред­ких эле­мен­тов, её сред­няя кон­цен­тра­ция в зем­ной коре 5⋅10⁻⁷ % по мас­се. Оба метал­ла встре­ча­ют­ся в само­род­ном виде, в виде спла­вов и соеди­не­ний.

Никель отно­сит­ся к чис­лу мик­ро­эле­мен­тов, необ­хо­ди­мых для нор­маль­но­го раз­ви­тия живых орга­низ­мов. Извест­но, что никель при­ни­ма­ет уча­стие в фер­мен­та­тив­ных реак­ци­ях у живот­ных и рас­те­ний. В орга­низ­ме живот­ных он накап­ли­ва­ет­ся в оро­го­вев­ших тка­нях, осо­бен­но в перьях. Повы­шен­ное содер­жа­ние нике­ля в поч­вах при­во­дит к энде­ми­че­ским забо­ле­ва­ни­ям — у рас­те­ний появ­ля­ют­ся урод­ли­вые фор­мы, у живот­ных — забо­ле­ва­ния глаз, свя­зан­ные с накоп­ле­ни­ем нике­ля в рого­ви­це.

Пал­ла­дий и пла­ти­на в неощу­ти­мо малых коли­че­ствах и не выпол­няя ника­кой роли, по неко­то­рым дан­ным, при­сут­ству­ют в живых орга­низ­мах^{[источ­ник не ука­зан 2746 дней]}.

Применение

Никель явля­ет­ся осно­вой боль­шин­ства супер­спла­вов — жаро­проч­ных мате­ри­а­лов, при­ме­ня­е­мых в аэро­кос­ми­че­ской про­мыш­лен­но­сти для дета­лей сило­вых уста­но­вок. Нике­ли­ро­ва­ние — созда­ние нике­ле­во­го покры­тия на поверх­но­сти дру­го­го метал­ла с целью предо­хра­не­ния его от кор­ро­зии. Про­из­вод­ство желе­зо-нике­ле­вых, никель-кад­ми­е­вых, никель-цин­ко­вых, никель-водо­род­ных акку­му­ля­то­ров. Никель широ­ко при­ме­ня­ет­ся при про­из­вод­стве монет во мно­гих стра­нах^[4]. Так­же никель исполь­зу­ет­ся для про­из­вод­ства обмот­ки струн музы­каль­ных инстру­мен­тов.

Пал­ла­дий часто при­ме­ня­ет­ся как ката­ли­за­тор, в основ­ном в про­цес­се гид­ро­ге­ни­за­ции жиров и кре­кин­ге неф­ти. Пал­ла­дий и спла­вы пал­ла­дия исполь­зу­ет­ся в элек­тро­ни­ке — для покры­тий, устой­чи­вых к дей­ствию суль­фи­дов (пре­иму­ще­ство перед сереб­ром). Покры­тия из пал­ла­дия при­ме­ня­ют­ся для нане­се­ния на элек­три­че­ские кон­так­ты для предот­вра­ще­ния искре­ния. Банк Рос­сии чека­нил из пал­ла­дия памят­ные моне­ты в очень огра­ни­чен­ном коли­че­стве.^[5] В неко­то­рых стра­нах незна­чи­тель­ное коли­че­ство пал­ла­дия исполь­зу­ет­ся для полу­че­ния цито­ста­ти­че­ских пре­па­ра­тов — в виде ком­плекс­ных соеди­не­ний, ана­ло­гич­но цис-пла­тине.

Пла­ти­на при­ме­ня­ет­ся как ката­ли­за­тор (чаще все­го в спла­ве с роди­ем, а так­же в виде пла­ти­но­вой чер­ни — тон­ко­го порош­ка пла­ти­ны, полу­ча­е­мой вос­ста­нов­ле­ни­ем её соеди­не­ний). Пла­ти­на при­ме­ня­ет­ся в юве­лир­ном и зубо­вра­чеб­ном деле, а так­же в меди­цине. Пла­ти­на и её спла­вы широ­ко исполь­зу­ют­ся для про­из­вод­ства юве­лир­ных изде­лий. Еже­год­но миро­вая юве­лир­ная про­мыш­лен­ность потреб­ля­ет око­ло 50 тонн пла­ти­ны. Рос­сий­ский спрос на юве­лир­ную пла­ти­ну состав­ля­ет 0,1 % от миро­во­го уров­ня. Пла­ти­на, золо­то и сереб­ро — основ­ные метал­лы, выпол­ня­ю­щие моне­тар­ную функ­цию. Одна­ко пла­ти­ну ста­ли исполь­зо­вать для изго­тов­ле­ния монет на несколь­ко тыся­че­ле­тий поз­же золо­та и сереб­ра. Пер­вые в мире пла­ти­но­вые моне­ты были выпу­ще­ны и нахо­ди­лись в обра­ще­нии в Рос­сий­ской импе­рии с 1828 по 1845 год. Выпус­ка­е­мые раз­ны­ми стра­на­ми в насто­я­щее вре­мя пла­ти­но­вые моне­ты явля­ют­ся инве­сти­ци­он­ны­ми моне­та­ми. В пери­од с 1992 по 1995 год инве­сти­ци­он­ные пла­ти­но­вые моне­ты номи­на­ла­ми 25, 50 и 150 руб­лей выпус­кал Банк Рос­сии.

Галерея

• 

  Кусок нике­ля, полу­чен­ный элек­тро­ли­зом. Серо­ва­то-глян­це­ви­тый металл

• 

  Кри­сталл пал­ла­дия. Сереб­ри­сто-белый мяг­кий вяз­кий ков­кий металл

• 

  Кри­стал­лы чистой пла­ти­ны. Тяжё­лый, мяг­кий сереб­ри­сто-белый металл

См. также

• Метал­лы пла­ти­но­вой груп­пы

Примечания

Литература

• Ахме­тов Н. С. Общая и неор­га­ни­че­ская химия. — М.: Выс­шая шко­ла, 2001. — ISBN 5–06-003363–5.
• Лидин Р. А.. Спра­воч­ник по общей и неор­га­ни­че­ской химии. — М.: КолосС, 2008. — ISBN 978–5‑9532–0465‑1.
• Некра­сов Б. В. Осно­вы общей химии. — М.: Лань, 2004. — ISBN 5–8114-0501–4.
• Спи­цын В. И., Мар­ты­нен­ко Л. И. Неор­га­ни­че­ская химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
• Туро­ва Н. Я. Неор­га­ни­че­ская химия в таб­ли­цах. Учеб­ное посо­бие. — 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