Triáda železa Prvek Značka Rok objevení Objevitel Protonové číslo Možná oxidační čísla Železo Fe 4480 př. n. l. neznámý 26 +2; +3 Kobalt Co 1735 Georg Brandt 27 +2; +3 Nikl Ni 1751 Axel Fredrik Cronstedt 28 +2; +3 Ruthenium Ru 1844 Karl Karlovič Klaus 44 +2; +4 Rhodium Rh 1804 William Hyde Wollaston 45 +2; +3; +4 Palladium Pd 1803 William Hyde Wollaston 46 +2; +4 Osmium Os 1803 Smithson Tennant 76 +2; +3; +4; +6; +8 Iridium Ir 1803 Smithsin Tennant 77 +2; +3; +4; +6 Platina Pt 1735 Antonio de Ulloa 78 +2; +4 Prvky triády železa mají kovový charakter vazby. Jsou obtížně tavitelné a málo těkavé. Ve sloučeninách vykazují proměnné oxidační stavy a jsou typickými představiteli přechodných kovů. Žádný z trojice prvků (Fe, Co, Ni) není schopen dosáhnout maximálního oxidačního stavu, který vyplývá z postavení v osmé skupině. Sloučeniny těchto kovů jsou vesměs kovalentní, barevné, v řadě případů obsahují nepárové elektrony a proto jsou paramagnetické. Atomy železa, kobaltu a niklu v kladném oxidačním stavu mají sklony vytvářet velmi stálé komplexní sloučeniny. V přírodě se tyto prvky vyskytují v ložiskách, takže jsou dobře dostupné. Nejdostupnější je železo a to má i největší technický význam. Železo Čisté železo je měkký, kujný kov. Železo není ušlechtilý kov a v kyselinách se rozpouští za vývoje vodíku a železnatých solí. Železité soli se tvoří v přítomnosti kyslíku nebo při rozpuštění v oxidujících kyselinách. Železo na vzduchu podléhá působení vzdušného kyslíku a vlhkosti a rezaví. Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (FeO, Fe[2]O[3]). → hydroxidy (Fe(OH)[2], Fe(OH)[3]). S halogeny → halogenidy (FeI[3]). Se sírou → sulfidy (FeS, FeS[2]). S uhlíkem → karbidy (Fe[3]C – karbid triželeza). S dusíkem → nitridy (Fe[2]N, Fe[4]N). Železo v oxidačních stavech II a III velmi ochotně vytváří komlexní sloučeniny. V komplexních sloučeninách jsou nejběžnější oktaedrické komplexy s koordinačním číslem 6. Při tvorbě komplexních částic se nejvíce uplatňují tyto ligandy: CN^--, SCN^-, NO^+, NO[2]^-, H[2]O, CO, SO[3]^2--, Cl^-, F^-- a Br^--. Využití: V technické praxi se uplnatňují především oxidy železa. Fe[2]O[3] Pigment; komponenta při výrobě ferritů; leštící prostředek pro úpravu povrchů materiálu; mírné oxidovadlo; katalyzátor; výroba velmi čistého železa. Fe[3]O[4] Výroba elektrod; mírné oxidovadlo; katalyzátor; výroba velmi čistého železa. Fe(OH)[3] Čiření vody; výroba dalších sloučenin železa. Kobalt V porovnání s elementárním železem je kobalt ušlechtilejší kov. Kobalt je stálý i na vzduchu. Reakce kobaltu s kyslíkem i nekovy probíhá pouze za vyšších teplot. Kobalt je težkotavitelný a mechanicky velmi pevný kov. Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (CoO, Co[2]O[3]). → hydroxidy (Co(OH)[2], Co(OH)[3]). S halogeny → halogenidy (CoF[3], CoF[2]). Sulfidy, karbidy a nitridy se odvozují od oxidačního stavu II. Karbonyly → [Co[2](CO)[8]], [Co[4](CO)[12]], [Co[6](CO)[16]]. Kobalt s oxidačními stavy II a III se velmi ochotně stávají středovými atomy komplexních sloučenin. Nejčastější ligandy jsou CN^--, SCN^--, NH[3], F^--, Cl^--, Br^--, I^--, NO[2], H[2]O, OH^--, C[2]O[4]^2-, CO[3]^2-. Využití: Technické využití kobaltu není moc rozsáhlé. Elementární kobalt je složkou některých tvrdých a tepelně odolných slitin. Některé komplexní sloučeniny se využívají v analytické chemii. Nikl Nikl je ušlechtilejším kovem než je železo. Nikl na vlhkém vzduchu nekoroduje, což se využívá při ochraně kovů před korozí, tzv. poniklování. Nikl je rozpustný v kyselinách. Reaguje s některými nekovy. Nikl je velmi málo těkavý kov, který se obtížně taví. Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (NiO). → hydroxidy (Ni(OH)[2]). Halogenidy, sulfidy a karbidy se odvozují od jeho oxidačního stavu II. Nikl v oxidačním stupni II také tvoří některé komplexní sloučeniny a nejčastějšími ligandy jsou NH[3], CN^--, H[2]O, SCN^--, F^--, Cl^--, Br^-- a NO[2]^--. Nikl tvoří nikelnaté soli. Využití: Ni elementární Výroba speciálních slitin (elektrotechnický a potravinářský průmysl). Ni práškový Katalyzátor při hydrogenaci tuků. NiSO[4] Niklovací lázně; výchozí látka pro výrobu většiny katalyzátorů obsahujících nikl. Platinové kovy jsou podrobněji zpracovány v práci Michala Forýtka. Ruthenium a Osmium Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (RuO[2], RuO[4], OsO[2], OsO[4]). Halogenidy a sulfidy jsou u ruthenia v oxidačním stavu III, IV a V, zatímco u osmia jsou v oxidačním stavu II, III, IV, VI a VIII. Ruthenium i osmium v oxidačním stavu II, III a IV také tvoří některé komplexní sloučeniny. Oxoanionty: Ruthenium – ruthenany (RuO[4]^2--) a ruthenistany (RuO[4]^--). Osmium – osmiany. Využití: Ruthenium i osmium v elementátním stavu a jejich sloučeniny se používají při katalýze, jak anorganické, tak organické. Rhodium a Iridium Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (Rh[2]O[3], Ir[2]O[3], IrO[2]). S halogeny → halogenidy (RhCl[3], IrCl[3], IrCl[4], IrF[6]). Rhodium a Iridium tvoří aniontové komplexní sloučeniny. Nejčastějšími ligandy jsou Cl^--, CN^--, NO[2]^--, SO[4]^2—a SO[3]^2--. Využítí: Technický význam rhodia a iridia není moc velký, protože tyto dva prvky nejsou moc rozšířené v přírodě. Rhodium a slitiny rhodia s platinou se uplnatňují v chemické katalýze. Čisté rhodium se uplatňuje v elektortechnice, ale pouze v malé míře. Iridium v elementární formě a slitiny iridia s dalšími platinovými kovy slouží jako mechanicky i chemicky vysoce rezistentní materiál. Palladium a Platina Sloučeniny: S kyslíkem → oxidy (PdO, PtO, Pt[2]O[3], PtO[2]). S halogeny → halogenidy – u palladia jsou odvozovány od oxidačního stavu II a u platiny jsou odvozovány od oxidačního stavu II a IV. Výrazná schopnost palladia i platiny je tvořit komplexní sloučeniny. U komplexních sloučenin je nejčastější oxidační stav II. Vzniklé komplexní sloučeniny mohou být kationty, anionty i nenabité částice. Nejčastějšími ligandy jsou Cl^--, Br^--, NH[3], pyridin, aminy, anionty NO[2] a CN^--. Velmi rozsáhlá je skupina komplexů s donorově nespecifikovanými ligandy (molekulami ethenu, dienů, alkynů, oxidu uhelnatého, substituovaného fosfanu nebo arsenu). Využití: Platina elementární– věda a rechnika (odolnost vůči kyselinám). Platina kovová – katalyzátor. Palladium – katalyzátor (i když není dostatečně odolný).