Лайнус Полинг, Питер Полинг - Химия
Родственные железу, кобальту и никелю платиновые металлы включают рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину. Некоторые свойства этих элементов приведены в табл. 19.3.
Таблица 19.3. Некоторые физические свойства платиновых металлов
| Элемент | Атомный номер | Атомная масса | Плотность, г·см−3 | Температура плавления, °C | Энтальпия сублимации при 25 °C, кДж·моль−1 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ru | 44 | 101,07 | 12,36 | 2450 | 670 |
| Rh | 45 | 102,905 | 12,48 | 1985 | 577 |
| Pd | 46 | 106,4 | 12,09 | 1555 | 389 |
| Os | 76 | 190,2 | 22,69 | 2700 | 732 |
| In или Ir (по мнению редакции сайта) | 77 | 192,2 | 22,82 | 2440 | 690 |
| Pt | 78 | 195,09 | 21,60 | 1755 | 509 |
Платиновые металлы — благородные металлы — химически инертны; в природе они встречаются в виде сплавов, состоящих преимущественно из платины.
Рутений и осмий — металлы серо-стального цвета, а четыре других металла — белого цвета. Рутений можно окислить до RuO2 и даже до восьмивалентного соединения RuO4. Осмий, соединяясь с кислородом, дает четырехокись осмия OsO4 (осмиевый ангидрид) — белое кристаллическое вещество, плавящееся при 40 °C и кипящее приблизительно при 100 °C. Четырехокись осмия обладает характерным запахом, напоминающим запах хлора. Это очень ядовитое вещество. Его водные растворы применяют в гистологии (изучение тканей растительных и животных организмов); при восстановлении четырехокиси осмия органическими веществами до металлического состояния происходит окрашивание тканей; кроме того, оно придает материалу прочность, не разрушая его.
Рутений и осмий образуют соединения, отвечающие различным состояниям окисления, например RuCl3, K2RuO4, Os2O3, OsCl4, K2OsO4.
Родий и иридий — металлы, отличающиеся очень слабой реакционной способностью; на них не действует царская водка (смесь азотной и соляной кислот). Иридий сплавляется с платиной, давая очень твердый сплав, из которого изготовляют наконечники перьев для авторучек, хирургические инструменты и научные приборы. Эти элементы образуют следующие типичные соединения: Rh2O3, K3RhCl6, Ir2O3, K3IrCl6 и K2IrCl6.
Палладий является единственным металлом из группы платины, на который действует азотная кислота. Металлический палладий обладает необычной способностью абсорбировать водород. Количество абсорбируемого им водорода при 1000 °C приблизительно отвечает формуле PdH0,6.
Наиболее важными соединениями палладия являются соли тетрахлоропалладиевой кислоты H2PdCl4 и гексахлоропалладиевой кислоты H2PdCl6. Ион PdCl42− имеет плоское квадратное строение, при котором атом палладия окружен четырьмя атомами хлора, расположенными по вершинам квадрата. Ион PdCl62− — ковалентный комплексный ион октаэдрического строения.
Платина — наиболее важный из палладиевых и платиновых металлов. Она обладает серовато-белым цветом и очень хорошо поддается ковке. При температуре красного каления ее можно сваривать, а в водородно-кислородном пламени — плавить. Вследствие очень малой химической активности ее применяют при производстве электрической аппаратуры и используют в качестве материала для изготовления тиглей и другого лабораторного оборудования. На платину действует хлор; она растворяется в царской водке. Платина взаимодействует с расплавленными щелочами, такими, как гидроокись калия, но не взаимодействует с карбонатами щелочных металлов.
Важнейшими соединениями платины являются соли тетрахлороплатиновой(II) кислоты H2PtCl4 [хлороплатинаты(II)] и гексахлороплатиновой(IV) кислоты H2PtCl6 [хлороплатинаты(IV)]. По своему строению эти соли аналогичны соответствующим солям палладия. Оба эти элемента образуют множество других ковалентных комплексов, таких, например, как тетрамминоплатинат(II) Pt(NH3)42+.
Тонкодисперсную форму металлической платины, называемую губчатой платиной, получают сильным прокаливанием гексахлороплатината(IV) аммония (NH4)2PtCl6. Платиновая чернь — тонкий порошок металлической платины — образуется при добавлении цинка к гексахлороплатиновой(IV) кислоте. Эти вещества обладают сильной каталитической активностью, и их применяют в качестве катализаторов в промышленных процессах, например в сернокислотном производстве при окислении двуокиси серы в трехокись. Платиновая чернь вызывает воспламенение смеси светильного газа и воздуха или водорода и воздуха, что объясняется выделением тепла при быстром химическом взаимодействии газов, находящихся в контакте с поверхностью этого металла.