Elementi VIb grupe PSE

Elementi VIb grupe PSE Elementi VIb grupe su prelazni metali hrom, molibden i volfram, kao i visoko radioaktivni siborgijum. Najtipičniji su predstavnici prelaznih metala - imaju više valenci, grade stabilne komplekse i važni su tehnički metali.

Hrom

• atomski broj: 24
• A_r: 51,996
• grupa: 6b
• perioda: N
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 2945 K
• T.T: 2130 K
• gustina: 7,51g/cm³
• elektronegativnost: 1,6
• otkriće: L. Vauguelin, 1797.
• lat. naziv: chromium
• oksidaciona stanja: +1 do +6, najstabilnija +3 i +6
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 13, 1
• elektronska konfiguracija: [Ar]3d⁵4s¹
• brzina zvuka (m s^-1): 5940
• atomski poluprečnik: 140 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Cr -> Cr⁺, 653
  • Cr⁺ -> Cr²⁺, 1592
  • Cr²⁺ -> Cr³⁺, 2987
  • Cr³⁺ -> Cr⁴⁺, 4740
  • Cr⁴⁺ -> Cr⁵⁺, 6690
  • Cr⁵⁺ -> Cr⁶⁺, 8783
• izotopi:
  1. Cr-52
     • zastupljenost u prirodi: 83,789%
     • raspad: stabilan
  2. Cr-53
     • zastupljenost u prirodi: 9,501%
     • raspad: stabilan
  3. Cr-54
     • zastupljenost u prirodi: 2,365%
     • raspad: stabilan
  4. Sintetisani su izotopi Cr atomskih masa 50 i 51.

Molibden

• atomski broj: 42
• A_r: 95,94
• grupa: 6b
• perioda: O
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 4912 K
• T.T: 2896 K
• gustina: 10,28g/cm³
• elektronegativnost: 1,8
• otkriće: K. W. Sheele, 1778.
• lat. naziv: molybdaenum
• oksidaciona stanja: +1 do +6, najstabilnija +5 i +6
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 13, 1
• elektronska konfiguracija: [Kr]4d⁵5s¹
• brzina zvuka (m s^-1): 5400
• atomski poluprečnik: 145 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Mo -> Mo⁺, 685
  • Mo⁺ -> Mo²⁺, 1558
  • Mo²⁺ -> Mo³⁺, 1621
  • Mo³⁺ -> Mo⁴⁺, 4480
  • Mo⁴⁺ -> Mo⁵⁺, 5900
  • Mo⁵⁺ -> Mo⁶⁺, 6560
• izotopi:
  1. Mo-92
     • zastupljenost u prirodi: 14,84%
     • raspad: stabilan
  2. Mo-94
     • zastupljenost u prirodi: 9,25%
     • raspad: stabilan
  3. Mo-95
     • zastupljenost u prirodi: 15,92%
     • raspad: stabilan
  4. Mo-96
     • zastupljenost u prirodi: 16,68%
     • raspad: stabilan
  5. Mo-97
     • zastupljenost u prirodi: 9,55%
     • raspad: stabilan
  6. Mo-98
     • zastupljenost u prirodi: 24,13%
     • raspad: stabilan
  7. Mo-100
     • zastupljenost u prirodi: 9,63%
     • raspad: dupli beta^-
     • vreme poluraspada: 7,8*10¹⁷ godina
     • raspada se na: Ru-100
  8. Sintetisani su izotopi Mo atomskih masa 93 i 99.

Volfram

• atomski broj: 74
• A_r: 183,85
• grupa: 6b
• perioda: P
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 5828 K
• T.T: 3695 K
• gustina: 19,25g/cm³
• elektronegativnost: 1,6
• otkriće: Fausto i J. J. de Elhuyar, 1783.
• lat. naziv: wolframium
• oksidaciona stanja: +1 do +6, najstabilnija +5 i +6
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 32, 12, 2
• elektronska konfiguracija: [Xe]4f¹⁴5d⁴6s²
• brzina zvuka (m s^-1): 5620
• atomski poluprečnik: 135 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • W -> W⁺, 770
  • W⁺ -> W²⁺, 1700
  • W²⁺ -> W³⁺, 2300
  • W³⁺ -> W⁴⁺, 3400
  • W⁴⁺ -> W⁵⁺, 4600
  • W⁵⁺ -> W⁶⁺, 5900
• izotopi:
  1. W-180
     • zastupljenost u prirodi: 0,12%
     • raspad: alfa
     • vreme poluraspada: 1,8*10¹⁸ godina
     • raspada se na: Hf-176
  2. W-182
     • zastupljenost u prirodi: 26,5%
     • raspad: stabilan
  3. W-183
     • zastupljenost u prirodi: 14,3%
     • raspad: stabilan
  4. W-184
     • zastupljenost u prirodi: 30,64%
     • raspad: stabilan
  5. W-186
     • zastupljenost u prirodi: 28,43%
     • raspad: stabilan
  6. Sintetisani su izotopi W atomskih masa 185 i 181.

Siborgijum

• atomski broj: 106
• A_r: 259
• grupa: 6b
• perioda: Q
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: ? K
• T.T: ? K
• gustina: ?g/cm³
• elektronegativnost: ?
• otkriće: Dubna/Berkeley, 1974.
• lat. naziv: seaborgium
• oksidaciona stanja: +6
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
• elektronska konfiguracija: [Rn]5f¹⁴6d⁴7s²
• atomski poluprečnik: ? pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Sg -> Sg⁺, 730
• izotopi:
  1. Siborgijum je veštački element. Poznato je 11 izotopa od kojih Sg-269 ima najduže vreme poluraspada (oko 20s).

Dobijanje

Metali VIb grupe u prirodi dolaze u obliku ruda. Najvažnija ruda hroma je hromit (FeCr₂O₄), molibdena molibdenit (MoS₂ - najvažnija za proizvodnju), pavelit (CaMoO₄) i vulfenit (PbMoO₄), a volframa šilit (CaWO₄) i volframit (FeMnWO₄).

Hrom se dobija iz rude prvo razlaganjem na hrom-trioksid, a zatim aluminotermijuom ili direktnom redukcijom ugljenikom (na ovaj način se direktno dobija legua - ferohrom):

FeCr₂O₄ -> FeO + Cr₂O₃

Cr₂O₃ + 2Al -> Al₂O₃ + 2Cr

FeCr₂O₄ + 4C -> 2Cr + Fe + 4CO

Molibden se proizvodi većinom iz sulfida. Postupak je sličan kao i za druge sulfidne rude (v. detaljnije metalurgiju bakra ili cinka) - sulfid se prži i dobijeni se oksid redukuje koksom. Takođe često se ruda direktno prevodi u leguru - feromolibden - delovanjem Fe i C.

2MoS₂ + 7O₂ -> 2MoO₃ + 4SO₂

MoO₃ + 3C -> Mo + 3CO

Volfram se iz ruda izdvaja redukcijom WO₃.

CaWO₄ + 2HCl -> CaCl₂ + H₂O + WO₃

WO₃ + 3C -> W + 3CO

Reakcije

Metali VIb grupe su slabo reaktivni. Ne reaguju sa vodom, a sa kiseonikom iz vazduha reaguju tek kada se unesu u plamen.

4Cr + 3O₂ -> 2Cr₂O₃

2Mo + 3O₂ -> 2MoO₃

2W + 3O₂ -> 2WO₃

Sa halogenima reaguju pri zagrevanju i u zavisnosti od uslova i reaktivnosti halogena grade jedninjenja sa većim ili manjim oksidacionim brojem.

Cr + 3F₂ -> CrF₆

2Cr + 3I₂ -> 2CrI₃

Veoma su otporni prema alkalijama, a sa kiselinama reaguje samo hrom i u manjem obimu molibden. Hrom reaguje sa hlorovodoničnom i sumpornom kiselinom, ali ne i sa azotnom. Rastvgaraju se u carskoj vodi.

Cr + 2HCl -> CrCl₂ + H₂

Primena

Metali VI b grupe imaju veliku primenu u crnoj metalurgiji - za legiranje čelika. Važne su tri legure - ferohrom, feromolibden i ferovolfram. Hrom ulazi zajedno sa niklom (8%) u sastav nerđajućeg čelika (oko 16% Cr). Volfram je metal sa najvišom tačkom topljenja te se koristi za legure koje trebaju imati visoku tačku topljenja i za sijalične niti.

Jedinjenja

Prelazni metali VIb grupe grade okside, soli (koje mogu biti soli drugih kiselina ili hromati, molibdenati, volframati), a hrom gradi i hromnu kiselinu delimično amfoternog karaktera. Imaju izraženu sposobnost građenja komplekasa.

Literatura:

• Mini Periodic Table
• "Anorganska kemija", Božidar Rožina
• Periodni sistem elemenata sa Sveta hemije