Gruppe 7-element - Group 7 element
| Gruppe 7 i det periodiske systemet | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||
|
|||||||||
| ↓ Periode | |||||||||
| 4 |
 25 Overgangsmetall |
||||||||
| 5 |
Technetium (Tc) 43 Overgangsmetall |
||||||||
| 6 |
 75 Overgangsmetall |
||||||||
| 7 |
Bohrium (Bh) 107 Overgangsmetall |
||||||||
|
Legende
|
|||||||||
Gruppe 7 , nummerert av IUPAC- nomenklatur, er en gruppe av elementer i det periodiske systemet . De er mangan (Mn), teknetium (Tc), rhenium (Re) og bohrium (Bh). Alle kjente elementer i gruppe 7 er overgangsmetaller.
I likhet med andre grupper viser medlemmene av denne familien mønstre i deres elektronkonfigurasjoner , spesielt de ytterste skallene som resulterer i trender i kjemisk oppførsel.
Kjemi
| Z | Element | Antall elektroner / skall |
|---|---|---|
| 25 | mangan | 2, 8, 13, 2 |
| 43 | teknetium | 2, 8, 18, 13, 2 |
| 75 | rhenium | 2, 8, 18, 32, 13, 2 |
| 107 | bohrium | 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 |
Bohrium har ikke blitt isolert i ren form.
Historie
Mangan ble oppdaget mye tidligere enn de andre gruppe 7-elementene på grunn av dens mye større overflod i naturen. Mens Johan Gottlieb Gahn er kreditert isolasjonen av mangan i 1774, rapporterte Ignatius Kaim sin produksjon av mangan i sin avhandling i 1771.
Gruppe 7 inneholder de to naturlig forekommende overgangsmetallene som ble oppdaget sist: teknetium og rhenium. Rhenium ble oppdaget da Masataka Ogawa fant det han trodde var element 43 i thorianitt , men dette ble avvist; nylige studier av HK Yoshihara antyder at han i stedet oppdaget rhenium, et faktum som ikke ble realisert på den tiden. Walter Noddack , Otto Berg og Ida Tacke var de første som definitivt identifiserte rhenium; man trodde de også oppdaget element 43, men da eksperimentet ikke kunne replikeres, ble det avvist. Technetium ble formelt oppdaget i desember 1936 av Carlo Perrier og Emilio Segré , som oppdaget Technetium-95 og Technetium-97 . Bohrium ble oppdaget i 1981 av et team ledet av Peter Armbruster og Gottfried Münzenburg ved å bombardere Bismuth-209 med Chromium-54 .
Hendelse
Mangan er det eneste vanlige gruppe 7-elementet med den femte største overflod i jordskorpen av noe metall. Det er oftest funnet som mangandioksid eller mangankarbonat. I 2007 ble det utvunnet 11 millioner tonn mangan.
Alle andre elementer er enten utrolig sjeldne på jorden (technetium, rhenium) eller helt syntetiske (bohrium). Mens rhenium forekommer naturlig, er det et av de sjeldneste metaller med omtrent 0,001 deler per million rhenium i jordskorpen. I motsetning til mangan ble det bare utvunnet 40 eller 50 tonn rhenium. Technetium finnes bare i spormengder i naturen som et produkt av spontan fisjon ; nesten alle produseres i laboratorier. Bohrium produseres bare i atomreaktorer og har aldri blitt isolert i ren form.
Produksjon
Mangan
I 2007 ble det utvunnet 11 millioner tonn mangan.
Technetium Technetium ble opprettet ved å bombardere molybdenatomer med deuteroner som hadde blitt akselerert av en enhet kalt syklotron. Noen ganger kan det finnes i naturen, men ikke i store mengder. Rhenium
Bohrium
Bohrium er et syntetisk element som ikke forekommer i naturen. Svært få atomer er blitt laget, men på grunn av radioaktiviteten er det bare gjort begrenset forskning.
applikasjoner
Den ansikts isomeren av både rhenium og mangan 2,2'-bipyridyl-trikarbonyl halogenidkomplekser er blitt inngående undersøkt som katalysatorer for elektrokjemisk reduksjon av karbondioksid på grunn av deres høye selektivitet og stabilitet. De blir ofte forkortet som M (R-bpy) (CO) 3 X hvor M = Mn, Re; R-bpy = 4,4'-disubstituert 2,2'-bipyridin ; og X = Cl, Br.
Rhenium
Den katalytiske aktiviteten til Re (bpy) (CO) 3 Cl for karbondioksyd reduksjon ble først undersøkt ved Lehn et al. og Meyer et al. i henholdsvis 1984 og 1985. Re (R-bpy) (CO) 3 X-komplekser produserer utelukkende CO fra CO 2 -reduksjon med Farada-virkningsgrader på nær 100%, selv i løsninger med høye konsentrasjoner av vann eller Brønsted-syrer .
Den katalytiske mekanismen til Re (R-bpy) (CO) 3 X involverer reduksjon av komplekset to ganger og tap av X-liganden for å generere en fem-koordinat aktiv art som binder CO 2 . Disse kompleksene vil redusere CO 2 både med og uten en ekstra syre til stede; imidlertid tilstedeværelsen av en syre øker katalytisk aktivitet. Den høye selektiviteten av disse kompleksene til CO 2 -reduksjon i forhold til den konkurrerende hydrogenutviklingsreaksjonen har blitt vist ved tetthetsfunksjonelle teoristudier å være relatert til den raskere kinetikken til CO 2 -binding sammenlignet med H + -binding.
Mangan
Sjeldenheten til rhenium har forskjøvet forskningen mot manganversjonen av disse katalysatorene som et mer bærekraftig alternativ. De første rapportene om katalytisk aktivitet av Mn (R-bpy) (CO) 3 Br mot CO 2 reduksjon kom fra Chardon-Noblat og kolleger i 2011. Sammenlignet med Re-analoger viser Mn (R-bpy) (CO) 3 Br katalytisk aktivitet ved lavere overpotensial.
Den katalytiske mekanisme for Mn (R-bpy) (CO) 3 X er komplisert og er avhengig av den steriske profil av bipyridin ligand. Når R ikke er klumpete, dimeriseres katalysatoren for å danne [Mn (R-bpy) (CO) 3 ] 2 før den danner den aktive arten. Når R er voluminøs, danner imidlertid komplekset den aktive arten uten dimerisering, og reduserer overpotensialet med CO 2 -reduksjon med 200-300 mV. I motsetning til Re (R-bpy) (CO) 3 X, reduserer Mn (R-bpy) (CO) 3 X bare CO 2 i nærvær av en syre.
Technetium
Technetium brukes i radiobildebehandling.
Bohrium
Bohrium er et syntetisk element og er for radioaktivt til å brukes i noe.
Forholdsregler
Selv om det er et viktig sporstoff i menneskekroppen, kan mangan være noe giftig ved inntak i større mengder enn normalt. Technetium bør håndteres med forsiktighet på grunn av radioaktiviteten.
Biologisk rolle og forholdsregler
Bare mangan har en rolle i menneskekroppen. Det er et viktig sporingsstoff, med kroppen til enhver tid omtrent 10 milligram , hovedsakelig i leveren og nyrene. Mange enzymer inneholder mangan, noe som gjør det viktig for livet, og finnes også i kloroplaster . Technetium, rhenium og bohrium har ingen kjente biologiske roller. Technetium brukes imidlertid i radiobildebehandling.
