12. Grup elementleri

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
periyodik tablodaki 12. Grup
Hydrogen (diatomic nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (polyatomic nonmetal)
Nitrogen (diatomic nonmetal)
Oxygen (diatomic nonmetal)
Fluorine (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (polyatomic nonmetal)
Sulfur (polyatomic nonmetal)
Chlorine (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (polyatomic nonmetal)
Bromine (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (transition metal)
Ununtrium (unknown chemical properties)
Flerovium (post-transition metal)
Ununpentium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Ununseptium (unknown chemical properties)
Ununoctium (unknown chemical properties)
11. Grup  bor grubu
IUPAC grup numarası 12
Element göre ad çinko grubu
CAS grup numarası
(ABD, A-B-A modeli)
IIB
eski IUPAC numarası
(Avrupa, A-B modeli)
IIB

↓ Period
4
Image: Çinko, parça ve %99,995 süblimleştirmek
Çinko (Zn)
30 Geçiş sonrası metal
5
Image: Kadmiyum, kristal çubuk% 99,99
Kadmiyum (Cd)
48 Geçiş sonrası metal
6
Image: Cıva, sıvı
Cıva (Hg)
80 Geçiş sonrası metal
7 Copernicium (Cn)
112 Geçiş sonrası metal

Acıklama
ilkel element
sentetik element
Atom numarası rengi:
green=Sıvıblack=Katı

12. Grup elementi modern IUPAC numaralandırmasıyla periyodik tabloda bir grup kimyasal elementtir. Çinko (Zn), kadmiyum (Cd) ve cıva (Hg) içerir. Copernicium (Cn) 'nin grup 12'ye daha fazla dahil edilmesi, bireysel copernicium atomları üzerindeki son deneylerle desteklenir. Eskiden bu grup CAS ve eski IUPAC sistemi tarafından IIB ("II" grubu "B" olarak telaffuz edilir), "II" bir Romen rakamıdır.

Doğal olarak oluşan üç 12. Grup elementi çinko, kadmiyum ve cıvadır. Bunların hepsi elektrikli ve elektronik uygulamalarda ve çeşitli alaşımlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Grubun ilk iki üyesi, standart koşullar altında katı metaller gibi benzer özellikleri paylaşırlar. Cıva oda sıcaklığında bir sıvı olan tek metaldir. Çinko, canlı organizmaların biyokimyasında çok önemli olmasına rağmen, kadmiyum ve civa çok zehirlidir. Copernicium doğada bulunmadığından, laboratuvarda sentezlenmesi gerekir.

Fiziksel ve atomik özellikler

Periyodik tablonun diğer grupları gibi, grup 12'nin elementleri, elektron konfigürasyonunda, özellikle de en dıştaki kabuklarda, kimyasal davranışlarında eğilimlere yol açan modeller gösterirler:

Z Element No. elektron / kabuk
30 çinko 2, 8, 18, 2
48 kadmiyum 2, 8, 18, 18, 2
80 cıva 2, 8, 18, 32, 18, 2
112 Copernicium 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 (tahmini)

Grup 12 elementlerinin hepsi yumuşak, diamanyetik, iki değerli metallerdir. Tüm geçiş metalleri arasında en düşük erime noktalarına sahiptirler. Çinko mavimsi beyaz ve parlaktır, ancak metalin en yaygın ticari dereceleri donuk bir yüzeye sahiptir. Çinko ayrıca bilim dışı bağlamlarda döküntü olarak da adlandırılır. Kadmiyum yumuşak, sünek ve mavimsi beyaz renklidir. cıva, sıvı, ağır, gümüşi beyaz bir metaldir. Sıradan sıcaklıklarda tek yaygın sıvı metaldir ve diğer metallere kıyasla, bu ısı iletkeninin zayıf bir iletkenidir, fakat elektrik iletkenidir.

Aşağıdaki tablo, grup 12 Elementlerinin temel fiziksel özelliklerinin bir özetidir. Copernicium hakkında çok az şey bilinir ve kaynama noktası (tentatif) hariç fiziksel özelliklerinin hiçbiri doğrulanmamıştır.

Grup 12 Elementlerinin özellikleri
Adı çinko kadmiyum cıva Copernicium
Erime noktası 693 K (420 °C) 594 K (321 °C) 234 K (−39 °C) ?
Kaynama noktası 1180 K (907 °C) 1040 K (767 °C) 630 K (357 °C) 357+112
−108
K (84+112
−108
°C)
Yoğunluk 7.14 g·cm−3 8.65 g·cm−3 13.534 g·cm−3 ? 23.7 g·cm−3
Görünüm silvery bluish-gray metallic silver-gray silvery ?
Atomik yarıçap 135 pm 155 pm 150 pm ? 147 pm

Çinko, demirden biraz daha az yoğun ve altıgen bir kristal yapısına sahiptir. Metal, çoğu sıcaklıkta sert ve kırılgandır, ancak 100 ile 150°C arasında yumuşak hale gelir. 210°C'nin üstünde, metal yeniden kırılgan hale gelir ve dövülerek toz haline getirilebilir. Çinko, elektriğin adil bir kondüktörüdür. Bir metal için çinko nispeten düşük erime noktasına (419.5°C, 787.1 F) ve kaynama noktalarına (907°C) sahiptir. Kadmiyum, çinko açısından birçok yönden benzerdir ancak karmaşık bileşikler oluşturur. Diğer metallerden farklı olarak, kadmiyum korozyona karşı dayanıklıdır ve sonuç olarak diğer metaller üzerinde biriktirildiğinde koruyucu bir tabaka olarak kullanılır. Bir dökme metal olarak, kadmiyum suda çözünmez ve yanıcı değildir; bununla birlikte, toz haline getirilmiş formda zehirli dumanları yakabilir ve serbest bırakabilir. civa, bir d-blok metal için son derece düşük bir erime sıcaklığına sahiptir. Bu gerçeğin tam bir açıklaması kuantum fiziğine derin bir gezi gerektirir, ancak aşağıdaki gibi özetlenebilir: civa elektronların mevcut tüm 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d ve 6s'leri doldurduğu benzersiz bir elektronik konfigürasyona sahiptir. Böyle bir konfigürasyon, bir elektronun çıkarılmasına güçlü bir şekilde direnirken, cıva, benzer şekilde zayıf bağlar oluşturan ve böylece katı maddeleri kolaylıkla eriten soy gaz elementlerine benzer şekilde davranır. 6s kabuğunun stabilitesi, dolu bir 4f kabuğunun varlığına bağlıdır. Bir f kabuğu, 6s kabuğunun ve çekirdeğin çekici Coulomb etkileşimini arttıran nükleer yükü kötü bir şekilde eler (bkz. Lantanid kasılması). Doldurulmuş bir iç f kabuğunun olmaması, her iki metalin de kolayca eriyebilmesine ve ek olarak alışılmadık derecede düşük kaynama noktalarına sahip olmasına rağmen, kadmiyum ve çinkonun daha yüksek erime sıcaklığının sebebidir. Altın, cıvalardan daha az 6s elektronlu atomlara sahiptir. Bu elektronlar daha kolay çıkarılır ve nispeten güçlü metalik bağlar oluşturan altın atomları arasında paylaşılır.

Çinko, kadmiyum ve cıva çok çeşitli alaşımları oluşturur. Çinko içerenler arasında pirinç bir çinko ve bakır alaşımıdır. Çinko ile ikili alaşımlar oluşturduğu bilinen diğer metaller alüminyum, antimon, bizmut, altın, demir, kurşun, cıva, gümüş, kalay, magnezyum, kobalt, nikel, tellür ve sodyumdur. Ne çinko ne de zirkonyum ferromanyetik olmasa da, ZrZn2 alaşımı 35 K'ın altında ferromanyetizma sergiler. Kadmiyum, düşük sürtünme ve yorulma dayanımı katsayısından dolayı birçok türde lehim ve taşıyıcı alaşımda kullanılır. Ayrıca Wood'un metali gibi en düşük erime sıcaklığına sahip alaşımlarda da bulunur. Bir sıvı olduğu için cıva başka metalleri çözer ve oluşan alaşımlara amalgam denir. Örneğin, bu gibi amalgamlar altın, çinko, sodyum ve diğer birçok metal ile bilinmektedir. Demir bir istisna olduğu için, demir düşük karbonlu çelik derecelerde geleneksel olarak cıva ticareti için kullanılmaktadır. Cıva ile amalgam oluşturmayan diğer metaller arasında tantal, tungsten ve platin bulunur. Sodyum amalgam, organik sentezde yaygın bir indirgeyici maddedir ve aynı zamanda yüksek basınçlı sodyum lambalarda da kullanılır. cıva, iki saf metal temas ettiğinde civa alüminyum amalgam oluşturmak için alüminyum ile kolayca birleşir. Amalgam alüminyum oksit vermek için hava ile reaksiyona girdiği için, az miktarda civa korozyon alüminyumu aşındırır. Bu nedenle, uçakta açıkta bulunan alüminyum parçalara sahip bir amalgam oluşturma riski nedeniyle, çoğu durumda bir uçağa cıva verilmesine izin verilmez.

Kimya

Kimyanın çoğu sadece 12 grubun ilk üç üyesi için gözlemlenmiştir. Copernicium kimyasalı tam olarak bilinmemektedir ve bu nedenle bölümün geri kalanı sadece çinko, kadmiyum ve cıva ile ilgilidir.

Sınıflandırma

Grup 12'deki elementleri genellikle d-blok elementleri olarak kabul edilir, ancak d-kabuğu dolu olduğu için geçiş elemanları değildir. Bazı yazarlar bu öğeleri ana grup elemanları olarak sınıflandırırlar çünkü valans elektronları ns2 orbitalleridir. Bununla birlikte, neredeyse evrensel olarak geçiş öğeleri olarak kabul edilen periyodik tablodaki komşu grup 11 elementleri ile birçok özelliği paylaşırlar. Örneğin çinko, komşu geçiş metali, bakır ile birçok özellik paylaşır. Çinko kompleksleri, Irving-Williams serisine dahil edilmeyi hak eder; çinko, daha küçük stabilite sabitleriyle de olsa, bakır kompleksleri (II) ile aynı stokiyometriye sahip birçok kompleks oluşturur. Kadmiyum ve gümüş arasında, gümüş (II) bileşikleri nadir olduğundan ve var olanların çok güçlü oksitleyici maddeler olduğu gibi çok az benzerlik vardır. Benzer şekilde altın için ortak oksidasyon durumu da +3 olup, cıva ve altın arasında çok yaygın bir kimya olduğunu önler, ancak cıva (I) ve altın (I) arasında doğrusal dicyano kompleksleri, [M(CN)2] oluşumu gibi benzerlikler vardır. IUPAC'ın, geçiş metali, atomu tamamlanmamış d alt-kabuğuna sahip olan veya tamamlanmamış d alt-kabuğu ile katyonlar oluşturabilen bir element olarak geçiş metaine göre, cıva ve kadmiyum geçiş metalleri değildir. Bunun nedeni, sadece civa'nın oksidasyon durumunun +2'den daha yüksek olduğu bir bileşiğe sahip olduğu bilinmesidir, çünkü civa (IV) flüorürde (varlığını tartışmasa da, daha sonraki deneyler sentezini doğrulamak için HgF4 kanıtı bulamamıştır). Bununla birlikte, bu sınıflandırma, denge olmayan koşullarda görülen yüksek oranda atipik bir bileşiğe dayanmaktadır ve civa'nın daha tipik kimyasıyla çelişmektedir ve Jensen, bir geçiş metali olarak civanın daha iyi olacağını öne sürmüştür.

Alkali toprak metalleri ile ilişkisi

Her ne kadar grup 12 modern 18 kolonlu periyodik tablonun d-bloğunda yer alsa da, çinko, kadmiyum ve (hemen hemen her zaman) civa d elektronları çekirdek elektronlar gibi davranır ve bağda yer almazlar. Bu davranış, ana grup elementlerininkine benzer, fakat aynı zamanda, toprak durum elektron konfigürasyonunda d-altkabuklarda doldurmuş olan komşu grup 11 elementlerinin (bakır, gümüş ve altın) aksine, tam tersidir. kimyasal olarak geçiş metalleri gibi davranır. Örneğin, krom (II) sülfür (CrS) içinde bağlanma esas olarak 3d elektronları içerir; demir (II) sülfürde (FeS) hem 3d hem de 4s elektronları içerdiği; Ancak çinko sülfürün (ZnS) sadece dört elektronu ve 3d elektronların çekirdek elektronları gibi davranmasını içerir. Nitekim, özellikleri ile grup 2, berilyum ve magnezyumun ilk iki üyesi arasında yararlı karşılaştırma yapılabilir ve daha önceki kısa süreli periyodik tablo düzenlerinde bu ilişki daha açık bir şekilde gösterilmiştir. Örneğin, çinko ve kadmiyum, atomik yarıçaplarında, iyonik yarıçaplarında, elektronegatifliklerinde ve aynı zamanda ikili bileşiklerinin yapısındaki berilyum ve magnezyum ile ve kompleks hidritler gibi birçok azot ve oksijen ligandları ile kompleks iyonlar oluşturma yeteneklerine benzerdirler. aminlerdir. Bununla birlikte, berilyum ve magnezyum, daha ağır alkali toprak metallerinden farklı olarak ve grup 12 elementleri (daha büyük bir nükleer yüke sahip fakat aynı sayıda valans elektronuna sahip olanlar) ve grup 2'yi berilyumdan radyuma (aşağıdakine) benzer periyodik eğilimler gibi küçük atomlardır. d-blok ve lantanid kasılmaları nedeniyle berilyumdan cıvaya (p-blok ana gruplarınınkine daha benzer) aşağı doğru inerken, alkali metallerinki kadar yumuşak değildir. Aynı zamanda, farklı özelliklerinin çoğuna cıva veren d-blok ve lantanid kasılmalarıdır.

Alkali toprak metallerin özelliklerinin ve 12. grup elementleri'nin karşılaştırılması[1]
Adı Berilyum Magnezyum Kalsiyum Stronsiyum Baryum Radyum
değerlik elektronu yapılandırması 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2
Çekirdek elektron konfigürasyonu [He] [Ne] [Ar] [Kr] [Xe] [Rn]
Oksidasyon durumu[note 1] +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2 +2
Erime noktası 1560 K (1287 °C) 923 K (650 °C) 1115 K (842 °C) 1050 K (777 °C) 1000 K (727 °C) 973 K (700 °C)
Kaynama noktası 2742 K (2469 °C) 1363 K (1090 °C) 1757 K (1484 °C) 1655 K (1382 °C) 2170 K (1897 °C) 2010 K (1737 °C)
Görünüm beyaz-gri metalik parlak gri metalik donuk gümüş-gri simli beyaz metalik simli gri simli beyaz metalik
Yoğunluk 1.85 g·cm−3 1.738 g·cm−3 1.55 g·cm−3 2.64 g·cm−3 3.51 g·cm−3 5.5 g·cm−3
Pauling elektronegatiflik 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89 0.9
Atomik yarıçap 105 pm 150 pm 180 pm 200 pm 215 pm 215 pm
Kristal iyonik yarıçap 59 pm 86 pm 114 pm 132 pm 149 pm 162 pm
Alev testi rengi beyaz[1] parlak beyaz[2] tuğla kırmızısı[2] crimson[2] elma yeşili[2] crimson red[note 2]
Organometalik kimya iyi iyi zayıf cok zayıf cok zayıf Son derece kötü
Hidroksit amfoterik bazik bazik kuvvetli bazik kuvvetli bazik kuvvetli bazik
Oxide amphoteric kuvvetli bazik kuvvetli bazik kuvvetli bazik kuvvetli bazik kuvvetli bazik
Adı Berilyum Magnezyum Çinko Kadmiyum Cıva Copernicium
Değerlik elektron konfigürasyonu 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 ? 7s2
Çekirdek elektron konfigürasyonu [He] [Ne] [Ar]3d10 [Kr]4d10 [Xe]4f145d10 ? [Rn]5f146d10
Oksidasyon durumları[note 1] +2, +1 +2, +1 +2, +1 +2, +1 +4, +2, +1 ? +4, +2, +1, 0[4][5]
Erime noktası 1560 K (1287 °C) 923 K (650 °C) 693 K (420 °C) 594 K (321 °C) 234 K (−39 °C) ?
Kaynama noktası 2742 K (2469 °C) 1363 K (1090 °C) 1180 K (907 °C) 1040 K (767 °C) 630 K (357 °C) 357+112
−108
K (84+112
−108
°C)
Görünüm beyaz-gri metalik parlak gri metalik gümüş mavimsi-gri metalik gümüş grisi gümüşi ?
Yoğunluk 1.85 g·cm−3 1.738 g·cm−3 7.14 g·cm−3 8.65 g·cm−3 13.534 g·cm−3 ? 23.7 g·cm−3[5]
Pauling elektronegatifliği 1.57 1.31 1.65 1.69 2.00 ?
Atomik yarıçap 105 pm 150 pm 135 pm 155 pm 150 pm ? 147 pm[5]
Kristal iyonik yarıçapı 59 pm 86 pm 88 pm 109 pm 116 pm ? 75 pm[5]
Alev testi renk beyaz parlak beyaz mavimsi yeşil[note 3] ? ? ?
Organometalik kimya iyi iyi iyi iyi iyi ?
Hidroksit amfoterik bazik amfoterik weakly basic ? ?
Oksit amfoterik kuvvetli bazik amfoterik hafif bazik hafif bazik ?

Kaynak

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Jensen, William B. (2003). "The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table" (PDF). Journal of Chemical Education. American Chemical Society. 80 (8): 952–961. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952. orijinal (PDF) 2010-06-11 tarihide arşivlendi. 2012-05-06 Alınmıştır. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Royal Society of Chemistry. "Visual Elements: Group 2–The Alkaline Earth Metals". Visual Elements. Royal Society of Chemistry. 13 January 2012 Alınmıştır. 
  3. Kirby, H. W.; Salutsky, Murrell L. (1964). The Radiochemistry of Radium. National Academies Press. 
  4. H. W. Gäggeler (2007). "Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements" (PDF). Paul Scherrer Institute. pp. 26–28. orijinal (PDF) 2012-02-20 tarihide arşivlendi. 
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 Haire, Richard G. (2006). "Transactinides and the future elements". In Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd ed.). Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. p. 1675. ISBN 1-4020-3555-1. 
  1. 1,0 1,1 Bknz elementlerin oksidasyon durumlarının listesi. 'Kalın' 'belirtmede oksidasyon durumları yaygındır.
  2. The color of the flame test of pure radium has never been observed; the crimson red color is an extrapolation from the flame test color of its compounds.[3]
  3. Bazen beyaz olarak rapor edilir.[1]