Подгруппа никеля

Группа →	10
↓ Период
4	28 Никель Ni 58,693 3d84s2
5	46 Палладий Pd 106,42 4d10
6	78 Платина Pt 195,08 4f145d96s1
7	110 Дармштадтий Ds (281) 5f146d97s1

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 9 ноября 1994 в Центре исследований тяжёлых ионов (нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, С. Хофманном, В. Ниновым, Ф. П. Хессбергером, П. Армбрустером, Х. Фолгером, Г. Мюнценбергом, Х. Шоттом и другими.^[2] 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.

Свойства

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

Некоторые свойства элементов 10 группы

Атомный номер	Химический элемент	Электронная оболочка	Атомный радиус, нм	p, г/см³	tпл, °C	tкип, °C	ЭО
28	никель	2, 8, 16, 2	0,124	8,9	1453	2730	1,91
46	палладий	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	дармштадтий	2, 8, 18, 32, 32, 17, 1

Металлы 10 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 иллюзорным, 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 (англ., франц. и нем. Nickel) 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 (William Hyde Wollaston) 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 еще 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 ее добыча.^[3]

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, его 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 приводят к эндемическим заболеваниям — у растений появляются уродливые формы, у животных — заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице.

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 ее 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.

Фотографии

• 

  Кусок никеля размером около 3 см.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

1. ↑ Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК
2. ↑ S. Hofmann et al. Production and decay of ²⁶⁹110 // Zeitschrift für Physik A. — 1995. — Т. 350. — № 4. — С. 277-280.
3. ↑ Максимов М. М. Уральское золото // Очерк о золоте. — М.: Недра, 1977. — С. 83. — 128 с.
4. ↑ Из чего делают монеты?
5. ↑ См., например, новость на сайте Сбербанка

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