Elementi VIIb grupe PSE

Elementi VIIb grupe PSE U elemente VIIb grupe ubrajaju se prelazni metali - mangan, tehnicijum i renijum i veštački element borijum. Tehnicijum je element čiji najstabilniji izotop ima vreme poluraspada 4,2 miliona godina, te se raspao ako ga je i bilo na zemlji. Danas se proizvodi samo sintetički. Elementi VIb grupe imaju više valenci, grade komplekse i koriste se kao tehnički metali što su klasične odlike prelaznih metala.

Mangan

• atomski broj: 25
• A_r: 54,938
• grupa: 7b
• perioda: N
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 2234 K
• T.T: 1519 K
• gustina: 7,21g/cm³
• elektronegativnost: 1,5
• otkriće: Johann Gahn, 1774.
• lat. naziv: manganum
• oksidaciona stanja: +2 (u kiselinama), +3, +4 (u bazama), +6, +7
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 13, 2
• elektronska konfiguracija: [Ar]3d⁵4s²
• brzina zvuka (m s^-1): 5150
• atomski poluprečnik: 140 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Mn -> Mn⁺, 717
  • Mn⁺ -> Mn²⁺, 1509
  • Mn²⁺ -> Mn³⁺, 3248
  • Mn³⁺ -> Mn⁴⁺, 4940
  • Mn⁴⁺ -> Mn⁵⁺, 6900
  • Mn⁵⁺ -> Mn⁶⁺, 9200
  • Mn⁶⁺ -> Mn⁷⁺, 11508
• izotopi:
  1. Mn-55
     • zastupljenost u prirodi: 100%
     • raspad: stabilan
  2. Sintetisani su izotopi Mn atomskih masa 52, 53 i 54.

Tehnicijum

• atomski broj: 43
• A_r: 98
• grupa: 7b
• perioda: O
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 4538 K
• T.T: 2430 K
• gustina: 11g/cm³
• elektronegativnost: 1,9
• otkriće: Emillio Srge, Carlo Perier, 1937.
• lat. naziv: technetium
• oksidaciona stanja: +3 do +7
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 13, 2
• elektronska konfiguracija: [Kr]4d⁵5s²
• atomski poluprečnik: 135 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Tc -> Tc⁺, 702
  • Tc⁺ -> Tc²⁺, 1472
  • Tc²⁺ -> Tc³⁺, 2850
  • Tc³⁺ -> Tc⁴⁺, 4100
  • Tc⁴⁺ -> Tc⁵⁺, 5700
  • Tc⁵⁺ -> Tc⁶⁺, 7300
  • Tc⁶⁺ -> Tc⁷⁺, 9100
• izotopi:
  1. Tc-99
     • zastupljenost u prirodi: u tragovima
     • raspad: beta^-
     • vreme poluraspada: 2,11*10⁵ godina
     • raspada se na: Ru-99
  2. Sintetisani su izotopi Tc atomskih masa 95, 96, 97 i 98.

Renijum

• atomski broj: 75
• A_r: 186,207
• grupa: 7b
• perioda: P
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: 5869 K
• T.T: 3459 K
• gustina: 21,02g/cm³
• elektronegativnost: 1,9
• otkriće: Walter Noddack, Ida Tacke, Otto Berg, 1925.
• lat. naziv: rhenium
• oksidaciona stanja: +6, +7
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 32, 13, 2
• elektronska konfiguracija: [Xe]4f¹⁴5d⁵6s²
• brzina zvuka (m s^-1): 4700
• atomski poluprečnik: 135 pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Re -> Re⁺, 760
  • Re⁺ -> Re²⁺, 1260
  • Re²⁺ -> Re³⁺, 2510
  • Re³⁺ -> Re⁴⁺, 3640
  • Re⁴⁺ -> Re⁵⁺, 4900
  • Re⁵⁺ -> Re⁶⁺, 6300
  • Re⁶⁺ -> Re⁷⁺, 7600
• izotopi:
  1. Re-185
     • zastupljenost u prirodi: 37,4%
     • raspad: stabilan
  2. Re-187
     • zastupljenost u prirodi: 62,6%
     • raspad: alfa, beta^-
     • vreme poluraspada: 4,35*10¹⁰ godina
     • raspada se na: Ta-183, Os-187

Borijum

• atomski broj: 107
• A_r: 261
• grupa: 7b
• perioda: Q
• blok: d
• osobine: prelazni metal
• agregatno stanje: čvrsto
• T.K: ? K
• T.T: ? K
• gustina: >?g/cm³
• elektronegativnost: ?
• otkriće: Dubna, 1976.
• lat. naziv: bohrium
• oksidaciona stanja: +7
• raspored elektrona po nivoima: 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
• elektronska konfiguracija: [Rn]5f¹⁴6d⁵7s²
• atomski poluprečnik: ? pm
• energija jonizacije (kJ/mol):
  • Bh -> Bh⁺, 660
• izotopi:
  1. Njastabilniji izotop borijuma (Bh-262) ima poluživot od 17s.

Dobijanje

Elementi VIIb grupe u prirodi dolaze u obliku ruda. Najvažnija ruda mangana je piroluzit (MnO₂ - komercijalna). Mangan se nalazi i u rodohrozitu (MnCO₃) i psilomelanu ([BaH₂O]2Mn₅O₁₀). Renijum se nalazi u molibdenitu (v. elementi VIb grupe) u procntu 0,002-0,2. Mangan se iz piroluzita dobija redukcijom koksom ili aluminotermijom.

MnO₂ + C -> Mn + CO₂

3MnO₂ + 4Al -> 2Al₂O₃ + 3Mn

Tehnicijum se proizvodi bombardovanjem molibdena deuterijumom:

₂₄Mo⁹⁸ + ₁H² -> ₄₃Tc⁹⁹ + ₀n¹

Veće količine tehnicijuma dobijaju se izdvajanjem iz fisionih proizvoda uranijuma (6%). Renijum se izdvaja iz rude molibdena. U gasovima koji nastaju prženjem MoS₂ ima i Re₂O₇. Gasovi se uvode u vodu a oksid renijuma prelazi u kiselinu na koju se deluje KCl i tako sav renijum biva iznesen u obliku kalijumove soli.

Re₂O₇ + H₂O -> 2HReO₄

KCl + HReO₄ -> KReO₄ + HCl

Delovanjem amonijaka dobija se NH₄ReO₄ koji se redukuje vodonikom:

2NH₄ReO₄ + 7H₂ -> 2Re + 8H₂O + 2NH₃

Reakcije

Metali VIIb grupe ne reaguju sa vodom, dok sa vazduhom reaguju gradeći okside, a mangan i nitrid.

3Mn + 2O₂ -> Mn₃O₄

3Mn + N₂ -> Mn₃N₂

4Tc + 7O₂ -> 2Tc₂O₇

4Re + 7O₂ -> 2Re₂O₇

Sa svim halogenima mangan gradi dvovalenta jedinjenja, a tehnicijum i renijum reaguju sa fluorom gradeći smešu heksa i heptafluorida.

Mn + Cl₂ -> MnCl₂

Re + 3F₂ -> ReF₆

2Re + 7F₂ -> 2ReF₇

Mangan reaguje sa kiselinama uz izdvajanje vodonika i građenje dvovalentnih soli:

Mn + H₂SO₄ -> MnSO₄ + H₂

Tehnicijum i renijum ne reaguju sa HCl, ali u HNO₃ i H₂SO₄ se oksiduju do kiselina (+7).

2Re + 7H₂SO₄ -> 2HReO₄ + 7SO₂ + 6H₂O

Primena

Od metala VIIb grupe najveću primenu ima mangan koji je važna sirovina crne metalurgije i zajedno sa hromom (legura hrommangan) koristi se za oplemenjivanje čelika. Tehnicijum se zbog radioaktivnosti koristi u medicini za lociranje tumora. Renijum je veoma skup metal. Ubraja se negde i u plemenite. Najvažnija je njegova legura sa platinom. Koristi se i kao katalizator za neke sinteze u organskoj hemiji.

Jedinjenja

Elementi VIIb grupe grade okside, soli (mogu biti soli drugih kiselina - sulfati, hloridi... - i soli njihovih kiselina - manganati, permanganati...) i kiseline (manganova, permanganova, renijumova, tehnicijumova). Imaju sposobnost građenja komplekasa. Četvorostruka veza otkrivena je između atoma renijuma u kompleksima zvanima klasteri.

Literatura:

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