Kafli 19 - Samantekt

Samantekt

19.1 Tilvist, framleiðsla og eiginleikar hliðarmálma og efnasambanda þeirra

Hliðarmálmar eru frumefni með að hluta til fyllt d-svigrúm, staðsett í d-blokk lotukerfisins. Hvarfgirni hliðarmálma er mjög breytileg, allt frá mjög virkum málmum eins og skandíum og járni yfir í næstum óvirk frumefni, eins og platínumálma. Sú tegund efnafræði sem notuð er við einangrun frumefnanna úr málmgrýti þeirra fer eftir styrk frumefnisins í málmgrýtinu og hversu erfitt er að afoxa jónir frumefnanna í málma. Erfiðara er að afoxa virkari málma.

Hliðarmálmar sýna dæmigerða efnafræðilega hegðun málma. Til dæmis oxast þeir í lofti við hitun og hvarfast við halógen frumefni og mynda halíð. Þau frumefni sem eru ofar vetni í virkniröðinni hvarfast við sýrur og mynda sölt og vetnisgas. Oxíð, hýdroxíð og karbónöt hliðarmálmasambanda í lágum oxunarástöndum eru basisk. Halíð og önnur sölt eru almennt stöðug í vatni, þótt í sumum tilfellum verði að útiloka súrefni. Flestir hliðarmálmar mynda margs konar stöðug oxunarástönd, sem gerir þeim kleift að sýna fjölbreytta efnafræðilega hvarfgirni.

19.2 Girðiefnafræði hliðarmálma

Hliðarmálmar og aðalflokksfrumefni geta myndað hnettasambönd, eða hnetti, þar sem miðlægt málmatóm eða jón er tengd einum eða fleiri bindlum með samgildum hnettatengjum. Bindlar með fleiri en einu gjafaatómi eru kallaðir fjöltannabindlar og mynda klóefni. Algengustu rúmfræðiformin sem finnast í hnettum eru ferflötungur og ferhyrningsflatningur (bæði með hnettitöluna fjögur) og áttflötungur (með hnettitöluna sex). Cis- og trans-stillingar eru mögulegar í sumum áttflötungs- og ferhyrningsflatningshnettum. Auk þessara rúmísómera eru handhverfur (sameindir eða jónir sem eru spegilmyndir en ekki samfellanlegar) mögulegar í ákveðnum áttflötungshnettum. Hnettasambönd hafa margvísleg not, þar á meðal súrefnisflutning í blóði, vatnshreinsun og lyfjanotkun.

19.3 Litrófs- og segulfræðilegir eiginleikar hnitflóka

Kristalsviðskenningin meðhöndlar víxlverkanir milli rafeinda á málminum og tenglanna sem einföld rafstöðuáhrif. Nálægð tenglanna við málmjónina breytir orku d-svigrúma málmsins miðað við orku þeirra í frjálsu jóninni. Bæði litur og seguleiginleikar flóka má rekja til þessarar kristalsviðsklofnunar. Stærð klofnunarinnar (Δ_oct) fer eftir eðli tenglanna sem eru bundnir við málminn. Sterksviðstenglar valda mikilli klofnun og stuðla að lágspunaflókum, þar sem t_2g-svigrúmin fyllast alveg áður en nokkrar rafeindir setjast í e_g-svigrúmin. Veiksviðstenglar stuðla að myndun háspunaflóka. t_2g- og e_g-svigrúmin eru einfaldlega setin áður en nokkur þeirra verða tvísetin.