ФХФ. Лекция 11. Химия платиновых металлов.

§ 1. Библиография.

1_{. 44}Ru. а) Рутений, в честь России, Клаус – Казань, 1844.

1. Самый «неблагородный» (СО 18).

2. Самый редкий.

3. 1 962 г. – реакция «связывания» азота.

N₂ + [Ru(NH₃)₅H₂O]Cl₂ = [Ru(NH₃)₅N₂]Cl₂ + H₂O

Афина – богиня войны, победы,

мудрости, знаний

2. ₄₅Rh –  - роза

3

VIII

. ₄₆Pd – астероид Паллада, «белое» золото.

4. ₇₆O_s –  = «запах» (OsO₄ – запах хлора).

5. ₇₇Ir –  = «радуга» (разнообразие окрасок солей).

6. ₇₈Pt – platinas = «серебрено»

§ 2. Электронная конфигурация и свойства атомов

2.1. Заряд ядра и валентные электроны.

44Ru 4d75s1	45Rh 4d85s1	46Pd 4d95s1(4d105s0)
76Os 5d66s2	77Ir 5d76s2	78Pt 5d96s1

Е

2.2. Изменение радиусов: рост слева направо и сверху вниз

2.3. Энергии ионизации:

z

(а) в таблице по вертикали:   

(б) рост Е в таблице по горизонтали:

2.4. Характерные степени окисления и координационные числа

	Ru	Rh	Pd
1. Степени окисления	IV VI VIII	III IV	II IV
2. Число d-электронов	d4 d6 d5	d7 d6	d8 d6
3. Координац. число (К.Ч.)	6 4 4 K2RuCl6 RuO4 K2RuO4	6 6 [Rh(NH3)6] 3+ [RhF6] 2 4 – нет	4 ! квадрат [Pd(CN)4] 2
	Os	Ir	Pt
1. Степени окисления	VI VIII	III IV VI	II IV
2. Число d-электронов	d2 do	d6 d5 d2	d8 d6
3. Координац. число (К.Ч.)	6 4 [OsO2Cl4]2 OsO4 тетр. 6 OsO4(OH)2]2 октаэдр	6 6 6 [Ir(NH3)6] [IrCl6]2 IrF6 4 – нет	4 6 квадрат октаэдр [PtCl4] [PtCl6]

§ 3. Простые вещества. Физические свойства.

	Ru	Rh	Pd	Os	Ir	Pt
Тип решетки	ГПУ	ГЦК	ГЦК	ГПУ	ГЦК	ГЦК
d, г/см3	12.41	12.39	11.99	22.57	22.61	21.41
Тпл., оС	2282	1960	1552	3045	2443	1769
Hпл, кДж/моль	25.5	21.6	17.6	31.7	26.4	19.7
Ткип., оС	4050	3760	2940	5025	4550	4170
Hат, кДж/моль	640	556	377	791	669	545
, моль/см	6.71	4.33	9.93	8.12	4.71	9.85

Максимальная температура плавления у Os, Ir; рост

1. Уменьшение энергии кристаллической решетки (Т_пл, Т_кип., Н) в

периоде.

2. Увеличение энергии кристаллической решетки в группах:

Fe – Ru – Os; Co – Rh – Ir; Ni – Pd – Pt.

§ 4. Химические свойства простых веществ

4.1. Диаграммы окислительных состояний

4.2. Растворение в кислотах

	HNO3 *) конц.	HNO3 + HCl *) «царская водка»	KNO3 + KOH сплавление
Ru		
Os	
Rh		
Ir			(6)
Pd			
Pt	

*⁾ 1. Все до Н в ряду напряжений. Коррозионно стойки.

2. Способы перевода в растворимое состояние

а) (Pd + Pt)  "царская водка".

б) Pd + 4HNO₃ = Pd(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

в ) Pt + 4HNO₃ + 6HCl = H₂PtCl₆ + 4NO₂ + 4H₂O

г ) окислительная плавка при нагревании: Э = Rh, Ir, Ru, Os

2Э + 6KNO₃ + 4KOH =2 K₂ЭО₄ + 6KNO₂ +2 Н₂О

§5. Применение.

1. Катализаторы.

2. Электроника (контакты).

1. 3. Конструкционные материалы (реакторы)

2. 4. Pd-фильтры для водорода.

§ 5. Тетраоксиды: RuO₄; OsO₄

1. Получение: а) Os + 2O₂ OsO₄

б) 4RuO₃ = Ru + 3RuO₄

золотистый,

запах озона

VIII

IV

в) Na₂RuO₄ + Cl₂ = RuO₄ + 2NaCl

2. Структура молекулярная – тетраэдры ЭО₄

• температура плавления

RuO₄ Т.пл. = 25^оС

OsO₄ Т.пл. = 41^оС

3. Растворимость:250г OsO₄ в 100 г CCl₄; 7 г OsO₄ в 100 г Н₂О

4. Кислотные свойства

VIII

VII

2RuO₄ + 4KOH = 2K₂RuO₄ + O₂ + 2H₂O

VIII

OsO₄ + 2KOH = K₂ [OsO₄(OH)₂]