Platinové kovy Obecné vlastnosti · Patří zde prvky druhé a třetí triády 8. skupiny periodického systému. · Prvky druhé triády (Ru, Rh, Pd) se nazývají lehké platinové kovy. · Prvky třetí triády se nazývají (Os, Ir, Pt) těžké platinové kovy. · V této šestičlenné skupině kovů převládá vertikální podobnost chemických vlastností. Dosahovanými oxidačními stavy a chemickým chováním se prvky sobě podobají ve dvojicích ruthenium – osmium, rhodium – iridium, palladium – platina. · Společným znakem všech platinových kovů je jejich ušlechtilost a sklon k tvorbě komplexních částic. · Platinové kovy jsou velmi odolné vůči působení nekovů. Reagují s nimi až při vysokých teplotách a ani pak tyto reakce nejsou spontánní. Ke zvýšení jejich reaktivity dochází, jsou-li kovy použity ve formě jemných prášků. · Platinové kovy se obtížně rozpouštějí v kyselinách. · Všechny platinové kovy jsou obtížně tavitelné a velmi málo těkavé. · Vazby mezi atomy mají čistě kovový charakter. · V přírodě jsou málo rozšířené. Často se vyskytují v elementární formě jako příměs arsenidových a sulfidových rud. · Platinové kovy jsou šedobílé, dosti tvrdé a mají vysoké body tání i varu. Ruthenium a osmium Atomy ruthenia mají elektronovou konfiguraci valenční sféry 5s^1 4d^7, atomy osmia 6s^25d^6. Chemicky jsou si oba prvky velice podobné. - mohou dosáhnout vysokého kladného oxidačního stavu VIII. - dobrou stabilitu vykazují oxidační stavy VI a IV. - tvoří organokovové sloučeniny - v elementárním stavu i jejich sloučeniny mají použití v katalýze Oxidy: oxid rutheničitý RuO[2] - je modročerná krystalická látka - vzniká spalováním ruthenia v kyslíku oxid rutheničelý RuO[4] - oranžová kapalina - struktura je tvořena tetraedrickými molekulami - lze připravit oxidací sloučenin ruthenia v kyselém prostředí - má velmi silné oxidační účinky oxid osmičelý OsO[4] - žlutá kapalina - vzniká slučováním osmia s kyslíkem za vysoké teploty oxid osmičitý OsO[2] - černý - lze získat redukcí OsO[4] a to nejlépe kovovým osmiem Ruthenany (RuO[4]^2-) - zelené - nejstálejší a nejdůležitější oxoanionty ruthenia - tvoří se při tavení ruthenia nebo RuO[2] se směsí hydroxidu - mají oxidační účinky Osminany - lze je získat obdobnými cestami jako ruthenany - postrádají oxidační účinky - v kyselém prostředí disproporcionují na oba nejstálejší oxidy OsO[2] a OsO[4] Halogenidy a sulfidy - ruthenium má nejčastěji oxidační stav III, IV nebo V - osmium má nejčastěji oxidační stav II, III, IV, VI a VII Komplexní sloučeniny: - koordinační číslo středového atomu nebývá větší než 6 - zvlášť pevná je koordinace atomu ruthenia ligandem NO^+ ^ ^ Rhodium a iridium - elektronová struktura rhodia je 5s^14d^8 a iridia 6s^05d^9 - oba kovy se sobě svými chemickými vlastnostmi a chováním svým sloučenin velmi podobají - nejběžnější a nejstálejší oxidační stav rhodia je III - iridium má dva stabilní oxidační stavy III a IV - tvoří řadu organokovových sloučenin - technický význam je nevelký a je omezen malým rozšířením prvků v přírodě - čisté rhodium se v menší míře používá v elektrotechnice - iridium v elementární formě nebo ve slitinách slouží jako mechanicky a chemicky vysoce rezistentní materiál Oxidy: oxid rhoditý Rh[2]O[3] - lze získat slučováním kovového rhodia s kyslíkem nebo termickým rozkladem některých rhoditých solí: 4 Rh(NO[3])[3 ]→ 2 Rh[2]O[3] + 12 NO[2] + 3 O[2] oxid iridičitý IrO[2] - připravíme stejným způsobem jako oxid rhoditý oxid iriditý Ir[2]O[3] - lze získat hydrolytickým vyloučením z roztoku iriditých solí za nepřístupu vzdušného kyslíku Ø oxid rhoditý, iridičitý a iriditý se v kyselinách rozpouštějí na příslušné soli Ø za přítomnosti nadbytku kyselin se tvoří aniontové komplexy [RhCl[6]]^3-, [IrCl[6]]^2- Halogenidy - při reakci rhodia s chlorem vzniká chlorid rhoditý RhCl[3] - iridium poskytuje dvě řady halogenidů – iridité a iridičité, je znám i fluorid iridiový IrF[6] Palladium a platina - elektronová konfigurace palladia 5s^04d^10 a platiny 6s^15d^9 - palladium a platina nemají snahu dosahovat vyšších kladných oxidačních stavu - valenční sféra má konfigurací elektronové osmnáctky, která je stabilní elektronovou konfigurací, na níž se stabilizují atomy stojící v periodickém systému vpravo od palladia a platiny - neochotně vytvářejí jakékoliv sloučeniny - palladium a platina mají nejčastěji oxidační stav II a v koordinačních sloučeninách také IV, platina má oxidační stav IV i u jednoduchých sloučenin - výjimečně se objevují oxidační stavy I, III a VI - mimořádně rozsáhlé použití má elementární platina ve vědě a technice, využívá se její odolnost vůči kyselinám a odolnost zůstává zachována i při vyšší teplotě - kovová platina se využívá jako výtečný nespecifický katalyzátor – omezení rozsáhlejšího použití je vysoká cena a malá kapacita přírodních zdrojů - palladium není dostatečně odolným kovovým materiálem, ale využívá se v oblasti katalýzy Oxidy: oxid palladnatý PdO - vzniká zahříváním práškového palladia v proudu kyslíku - je nerozpustný v kyselinách oxid platičitý PtO[2] - je možno jej připravit intenzivní hydrolýzou vodného roztoku chloridu platičitého za varu - je nejstálejší z oxidu, které platina tvoří oxid platnatý PtO - lze získat dehydratací Pt(OH)[2] - oxiduje se snadno vzdušným kyslíkem Halogenidy: - u palladia jsou odvozeny od oxidačního stavu II - u platiny známe dvě řady – odvozené od oxidačního stavu II a IV Komplexní sloučeniny: - palladium i platiny mají výraznou schopnost tvořit komplexní sloučeniny - oxidační stav II – tetragonální obklopení středových atomů, např. [Pd(NH[3])[4]]^2- a [PdCl[4]]^2- - oxidační stav IV – vzniklé komplexní částice mají charakter aniontových komplexů např. [PdCl[6]]^2- a [PtBr[6]]^2- - nejčastější ligandy v komplexních sloučeninách palladia a platiny jsou anionty Cl^-, Br^-, molekuly NH[3] a řada dalších