[МУЗЫКА] Доброго времени суток, уважаемые слушатели. Сегодня наша встреча посвящена анализу свойств 3d‐елементов и их соединений. С данными элементами и их соединениями мы постоянно встречаемся в повседневной жизни. Когда мы говорим о конструкционных материалах, сразу же вспоминается сталь, основным компонентом которой является железо. В электротехнике широко применяется медь, а в биологических системах весьма разнообразна роль комплексных соединений 3d‐металлов: достаточно вспомнить перенос кислорода гемоглобином и миоглобином. По распространённости в природе 3d‐элементы существенно различаются. Содержание самого распространённого из них — железа — достигает почти 5 массовых процента в земной коре в то время как содержание скандия — менее 0,02 массовых процента. Человечество в первую очередь познакомилось с таким металлом, как медь, что связано отчасти с тем, что именно медь из‐за низкой химической активности иногда встречается в природе в самородном виде, Считается, что обрабатывать медь человечество научилось ещё в 5 тысячелетии до нашей эры. Другой металл, известный людям с древних времён — это железо. Несмотря на то, что выплавлять железо люди научились где‐то за 1,5 тысячи лет до нашей эры, «небесный металл» — а именно такое название было дано железу в древней Месопотамии, Древнем Египте, древней Индии — «небесный металл» потому и называется «небесный», что порой падает с неба в виде почти чистого вещества. Действительно, метеориты главным образом состоят из железа или железо‐никелевых сплавов. В природе 3d‐элементы начала ряда встречаются главным образом в виде оксидных соединений: оксидов либо солей кислородсодержащих кислот. А элементы конца ряда — в виде сульфидных руд. Что касается железа, оно занимает как раз пограничное положение, и в природе встречаются как оксидные минералы — магнитный железняк, бурый железняк — так и сульфидный минерал пирит, другое название которого — «кошачье золото», или «золото дураков». Обратимся к электронному строению 3d‐элементов. Как видно из представленных данных, именно у этих элементов энергия 4s‐орбитали оказывается ниже, чем энергия 3d‐орбитали. Соответственно, заполнение электронами идёт в порядке: 4s и затем уже 3d [НЕРАЗБОРЧИВО]. Исключения представляют хром и медь. Наполовину и полностью заполненные 3d подоболочки обладают сферической асимметрией< и вследствие этого происходит минимизация межэлектронного отталкивания. Эти орбитали становятся несколько более выгодными по энергии, чем 4s‐орбитали, и наблюдается известный перескок электрона. Уменьшение межэлектронного отталкивания происходит и при катионизации атома d‐элемента при отрыве электронов. Поэтому, опять же, 3d‐орбитали становятся по энергии в катионе несколько выгоднее, чем 4s, и отрыв электронов происходит вначале с 4s‐орбитали. Изменения важнейших характеристик атомов, таких как ионизационный потенциал, показывает различие между отрыва электронов в 4s‐ и 3d‐орбитали. Как можно увидеть из представленных данных, для первого и второго ионизационного потенциала изменение величины при движении по ряду невелико, составляет единицы элетроновольт, в то время как для третьего ионизационного потенциала, связанного уже с отрывом электронов с 3d‐орбитали, изменение ионизационного потенциала вправо по периоду с уменьшением радиуса атома и ростом заряда ядра превышает 10 электроновольт. Хотелось бы особо отметить некоторое понижение ионизационного потенциала при переходе от d5 к d6 конфигурации. Отрыв спаренного электрона протекает легче, нежели отрыв неспаренных электронов, что и проявляется на третьем ионизационном потенциале для конфигурации 4s²3d5 и 4s²3d6.
