Эса камаяди. Шунинг учун актиноидларнинг электрон конфигурациялари қуйидагича ёзилади

эса камаяди. Шунинг учун актиноидларнинг электрон конфигурациялари қуйидагича ёзилади:

Th (2=90) KLMN 55'5565667

Pa (Z-91) KLMN 557

U (2-92) KLMN 5'5p+5*5/66/67

Np (Z-93) KLMN 55p 5d5f6s6p6d7s

Pu (2=94) KLMN 58'5'5d5/6so Am (2-95) KLMN 555 5/667

Cm (Z-96) KLMN 55p5d5f667s

Bk (Z=97) KLMN 55p5d5f6s6p6d7s Cf (Z-98) KLMN 555p5d5f656p 7s

Es (2-99) KLMN 55`5p5 56867

Fm (Z-100) KLMN 555p5d5f656p 75

Md (Z-101) KLMN 555p5d5f65675

No (Z=102) KLMN 55p5d5f656p 75

Lr (Z=103) KLMN 55p5d5f6s6p6d'7s

Актиноидларнинг барқарор изотопи йўқ, актиноидларнинг ҳаммаси радиоактив элементлардир. Радиоактив изотоплар сони ҳар қайси актиноидда ҳар хил. Масалан, торийнинг атиги битта изотопи бор. У ҳам бўлса 2Т (унинг ярим емирилиш даври 1,39 10 йил); уранда учта. ва Булардан энг барқарори "U булиб, унинг ярим емирилиш даври 4,5-10 йил. Нептунийда 11 та радиоактив изотоп бор, улардан энг барқарори Np булиб, унинг ярим емирилиш даври 2,210 йил. Плутонийда ҳам 11 та радиоактив изотоп бўлиб, улардан энг барқарории бўлиб, унинг ярим емирилиш даври 2,4-10 йил Актиноидлардан баъзиларининг айрим изотоплари ядро энергетикасида ишлатилади.
Актиноидларнинг атом радиуслари лантаноидларникига қарағанда каттароқ бўлади. Шунинг учун уларнинг ташқи электронлари ядро билан кучсиз боғланади. Шу сабабли бази актиноидлар (Th Pa U Np, Pu, Am) нинг валентлиги 6 га тенг бўлади
Оксидланиш даражаси +3 бўлган актиноидлар ионда рининг радиуслари элементнинг тартиб рақами ортиши билан кичиклашиб боради (бу ерда ҳам худди лантаноид киришим каби актноил киришим руй беради). Актиноид лар туркуми баъзи физик ва кимёвий хоссалар билан лантаноидлар туркумига ўхшайди. Улар орасида фарқ ҳам бор, масалан, лантаноидлар туркумига кирган элементлар бир- бирига жуда ўхшайди; актиноидлардан фақат уч элемент (уран, торий ва протактиний) табиатда учрайди; қолганлари учрамайди; лантаноидларнинг ҳаммаси табиатда учрайди; актиноидлар лантаноидларга қараганда кучлироқ металл хоссаларини намоён қилади. Кўп актиноидларнинг оксидланиш даражаси +2 дан +6 га ва +2 дан +4 га қадар булади.
Актиноидлар ҳақидаги кимёвий ва спектроскопик маълумотларнинг кўрсатишича, VII давр элементларида 75- 64- ва 5/-ҳолатлар энергетик жиҳатдан бир-бирига жуда якин, яна шу ҳодиса маълум бўлдики, 5-электронларнинг ядрога богланиш энергияси тартиб рақам ортиши билан аста-секин ортади, лекин ба-электронларнинг ядрога боғланиш энергияси аксинча, тартиб рақами ортиши билан аста-секин камайиб боради ва 91 элементдан бошлаб узгар май қолади.
Шунинг учун актиноидларни еттита-еттита элементдан иборат икки туркумга булиш мумкин: бири Th-Ст ва иккинчиси Bk-Lr туркумлардир. Биринчи еттита эле- ментда 64- ва 5/-ҳолатлар энергетик жиҳатдан бир-бирига жуда яқин бўлганлиги учун бу элементлар ҳам f-, ҳам а- элементларнинг хоссаларини намоён қилади ва улар ўзга рувчан валентликларга эга. Вк-1г оиласида 5/-электронларнинг 64-ҳолатга ўтиши қийинлашади; улар фақат /-элемент хоссаларини намоён килиб, кимёвий хоссалари билан актиноидларга ўхшайди. Ураннинг энг муҳим рудалари уранит U0, уран чирки 0,0,, кариотит K(UO,), (VO,), «Н,О, туя- Муюнит Са(UO,), (VO,), «НО, горит ThSiO, ва торианит (Тһ,U), монацит (Са. La....Th)РО, лар таркибида учрайди.
Олиниши. Таркибида уран оксиди ва торий фосфати бўлган руда концентратлари наврат ва сульфат кислота ларда эритилади. Бунда

UO+2NHNO, VO, (NO), о + HO

N 24

Th, (PO), +6H,SO,→ 3Th(SO,), +4H,PO,

реакциялар содир бўлади. Ҳосил қилинган UO (NO,), ва Th(SO,), ларни органик эритувчилар ёрдамида эритмадан ажратиб (экстракция қилиб) олинади. Сўнгра уларни галидлар (UF, ThF,, ТС1,) га ва оксидлар (UO, ва Tho,) га айлантирилади. Махсус пулат идишларда UF, ни кальций ёки магний ёрдамида қайтариб металл ҳолдаги уран олинади. Уни вакуумда суюқлантириб тоза уран олинади. ThO, ёки ТһР, ни (ёхуд ТһСІ, ни) вакуумда кальций ёки магний билан аргон муҳитида қайтариб торий олинади. Бу мақсад учун ThС), (ёки ThF,) ни NaCl (ёки КСІ) билан суюқлантириб электролиз қилишда ҳам фойдаланиш мумкин. Ҳосил қилинган говак ҳолдаги металл вакуумда қиздирилиб яхлит материалга айлантирилади.

Хоссалари. Актиноидлар (Th, Np, Pu) кумушсимон оқ ёки кулранг тусда бўлади. Уларнинг механик хоссалари улардаги қўшимчаларга ва температурага ҳам боғлиқ. Куйидаги жадвалда тоза торий, уран ва плутонийнинг баъзи физик хоссалари келтирилган.

Суюқланиш

Элемент

температураси. C

Торий

1750

Уран

Плутоний

1132 639.5

Кайнаш

температураси, C

Зичлиги, гсм-

11.72

3820 3235

19,05

19,80

Торий худди церийга ўхшаш, унинг оксидланиш даражалари +2, +3, +4 га тенг. Характеристик валентлиги +4. Ураннинг уз бирикмаларидаги энг барқарор оксидланиш даражалари +4 ва +6 га тенг. Плутоний +4 дан +7 гача бўлган оксидланиш даражаларига эга.

Актиноидларнинг оксидловчилик хоссалари лантаноидларникидан устун туради. Улар галогенлар, водород. олтингугурт, азот, фосфор, углеродлар билан шиддатли реакцияга киришиб галид, сульфид, гидрид, нитрид фосфил ва карбидларга айланади. Ҳавода одатдаги шароитда аста-секин оксидланиб, металл сирти ҳимоя парда билан қопланади, қиздирилганда бу реакциялар жуда тез кетади. Бу реакцияларнинг стандарт энтальпиялари жуда та манфий қийматларга эга. Масалан, UO, учуи 296 - -1083,6 кЖ моль-1 га тенг.
Торийдан плутонийга ўтилганида актиноидларнинг ндарт электрод потенциаллари -1,6 В дан - 1,4 га қадар зради. Шунга кўра актиноидлар сув билан (айниқса 150 да ва бундан юқорироқ температураларда) шиддатли реакцияга киришади. Масалан:

U+2H₂O UO, + 2H₂

да ажралиб чиккан водород уран билан бирикиб уранинг гидридини ҳосил қилиши мумкин:

2U + 3Н2 - 2UH,

Актиноидлар суюлтирилган НСІ, H.SO, HNO,, Н,РО, 5и кислоталарнинг эритмаларида эриб Миони тузлани ҳосил қилади. Концентрланган нитрат кислота тойни пассивлаштиради.

Бирикмалари. Торий, уран ва плутоний юқори дисперс затда водородни ютиб ностехиометрик бирикмалар ҳосиллади. Бу металлар кислород атмосферасида қиздирилса сидларга айланади. ThО, - рангсиз, UO,- қорамтир-жиоранг. Рио, - сарғиш-жигарранг тусга эга. Бу оксидлар Кори температурада суюқланади, масалан, ТһО, нинг юкланиш температураси 3220°С га тенг. Уран каттик кизрилганда U,0, таркибли оксид ҳосил қилади (унда ик- та уран атоми +5, биттаси +6 оксидланиш даражасига

O a: U-O-U-O-UK Ураннинг ио, таркибли окди амфотер хоссага эга. Сув билан бирикиб U(OH) ,

анил гидроксидга утади.

Торийнинг гидроксиди Th(ОН), кучли асос хоссалари- 4 намоён қилади (унда амфотерлик хоссалар кузатилмай 1) U0 (он), амфотер хоссаларга эга. Кислоталар билан акцияга киришганида уранил-ион тузлари ҳосил була- 1. масалан:

UO.(OH), -11 SO, UO,SO+2H,O

шқорлар билан қиздирилганида UO (O), тузларини ҳосил қилади, масалан:

UO,(OH)2+2NaOH → Na, UO, + 2Н20

В. И. Спицин ва унинг ҳамкорлари актиноидлар кимёси соҳасида илмий текширувлар олиб бориш натижасида муҳим хулосалар чиқариш имкониятига эга бўлдилар. Улар нептуний, плутоний ва америцийларнинг етти валентлик була олишини исбот қилдилар; актиноидлар атомларининг 2 валентлик ҳолати калифорний (Сf ) элементидан бошлаб тартиб рақами ортган сари барқарорлашар экан: калифорнийнинг СО3* таркибли иони худди уранил-ион U0* га ўхшайди; лекин СТО нихоятда кучли оксидловчи булиб, бу жиҳатдан озонга яқин туради.

Уран ортиқ миқдордаги F2 билан реакцияга киришганида урангексафторид UF, ҳосил бўлади. Торий эса ТһF, га айланади. ТһCI,, ThBr, ThJ, лар торий олишда дастлабки моддалар сифатида ишлатилади. Жуда тоза торий ва уран олиш учун ThJ, ва UJ, ларни вакуумда (900 °С дан юкорида) қиздириб парчаланади. UF, сувда эриганида гидролизга учрайди, натижада UO, F, ва HF ҳосил бўлади. Уран хлор билан реакцияга киришганида UCI, ҳосил бўлади. Хлор мул бўлса UCI, келиб чиқади-да, у UCI, ва UCI, га парчаланади (диспропорция):
2UCI UCI, + UCI,
Уран гексафторид UF, тез буғланадиган (қайнаш температураси 56,5°С) кристалл модда, у газ ҳолатида паст температурада ўзгармай тураверади. 235U ни 138 дан диф фузион усул билан ажратишда UF, дан фойдаланилади.
Уранил нитрат 00,(NO,), 68,0 ураннинг лабораторияларда куп ишлатиладиган муҳим бирикмаси. Унда ураннинг оксидланиш даражаси +6 га тенг. Уранил тузлари водород пероксид билан реакцияга киришганида уран пероксид ҳосил бўлади:
UO,SO, + H₂O₂
• UO, 2H, O + H.SO Уран, торий ва бошқа актиноидлар хилма-хил комплекс бирикмалар ҳосил қилади.
Ишлатилиши. Уран, торий ва плутоний атом реакторлари учун ёқилги сифатида қўлланилади. Торий темир, мис ва бошка металлардан тайёрланган қотишмаларга қўшилади. Тһо, юқори температурада ўтга чидамли моддалар тайёрлашда ишлатилади. Уран тузлари шиша пишириш ишида (шишага саргиш ранг бериш учун) ва юкори температурада қўлланиладиган сирлар тайёрлашда ишлатилади.

ХІІ.2. ГУБ ГРУППА ЭЛЕМЕНТЛАРИ - ТИТАН, ЦИРКОНИЙ ВА ГАФНИЙ

Бу элементларнинг электрон конфигурациясида (-1)

Ал электронлар бор:

Ti (z = 22) KL 3523p 3d4s

Zr (z 40) KLM 4s 4p 4d5s

Hf (z - 72) KLMN 5525565

Титан, цирконий, гафний группачасига 104-элемент- курчатовий ҳам киради. Бу элементнинг электрон конфи гурацияси:

KLMNO 6s 6p6d7s

Титан, цирконий ва гафний атомларида тўрттадан валент электронлар бўлиб, улар +4 га тенг бўлган юқори оксидланиш даражалар намоён қилади, лекин бу электрон орбиталлар айнан бирдек энергетик имкониятга эга эмас. Шу сабабли титанда +3 ва +2 (жаъми 3 хил) оксидланиш даражалари кузатилади. Уларда манфий оксидланиш даражаларининг бўлиши мумкин эмас. Уларнинг хусусиятлари металлмас-металл чегарасидан анча ўнгга жойланган. Улар узларининг бинар бирикмаларида фақат катион ҳосил килувчи элементлар сифатида реакцияларга киришади: ундан ташқари бу металлар комплекс катионлар, ациодо- комплекслар ҳосил қила олади. Бу элементлар шу жиҳатдан амфотер элементларга бир оз яқин.

Титаннинг кимёвий хоссалари цирконий ва гафний- никидан кескин фарқ қилади. Титан кайносимметрик элемент булганлиги учун унинг 30-электронлари ўзларининг ядролари билан мустахкам боғланади. Шу сабаблан титаннинг учинчи ва тўртинчи ионланиш потенциаллари ( - 27,5 эВ, Ј. - 43,2 эВ) цирконий ва гафнийнинг [1, 1 ларига қараганда бир мунча каттадир (ХІІ.4-жадвалга каранг) Шунга кура, титан +4 дан паст (+2 ва +3 га тенг) оксидланиш даражаларига эга була олади Х11.4-жадвал

Титан группачаси элементларнинг баъзи хоссалари

Хоссалари

Титан

Цирконий

Гафний

Ер кобигидаги микдо

ри, масса улушларн Валент электронлар

6-10-1 [Ar]

2-10-3 [Krj45

3,2:10

конфигурацияси

[Xe1454

Зичлиги, ге

4.5

6,5

13.2

Атом радиуси, им

0.146 0.069

0,160 0,082

0,159

0,082

9 номи радиуси, нм

Ионланиш потен циаллари, В

6.82

6.84

7,5

13.58

13,13

14.9

1,(3-3+18)

1,(3318) 1,(9318)

1.(331)

27.5

23,0

21.0

43,2

34.3

31.0

нэм

1,5

1,4

1.3

Суюкланиш темпера-

тураси, "С

1668

1855

1949

Кайнаш температура- си. "С

3100

4325

5227

.B

1.17

-1529

-1,70

-1,628

Бу турт элементнинг бир қанча радиоактив изотоплари маълум. Цирконий гафнийдан хроматография ва экстракция усуллари билан ажратилади. Бу усуллар билан тозаланган цирконий атом техникаси учун жуда зарур элемент- дир. Бу мақсад учун цирконийнинг радиоактив изотопи 7г (ярим смирилиш даври 65 кун) ишлатилади.

Титан, цирконий ва гафний турли-туман оддий ва-комплекс бирикмалар ҳосил қилади. Бу элементлар ўзларининг муҳим ва барқарор бирикмаларида тўрт валентли булади. Улар уч ва икки валентли холатда ҳам бўлиши мумкин. Лекин бундай бирикмалар барқарор эмас. Уларнинг барқарорлиги Та дан НГ га етган сайин камаяди. Бу элементларнинг металлик хоссалари эса TI-Zr - Нг қаторида кучайиб боради. Титан Ер қобиғида энг куп таркалган элементлардан биридир.
Таркибида титан булган энг муҳим минераллар титан (ІV) оксид ТіО, (рутил, анатаз, брукат), темир титанатлар, кальций титанатлардир. Ильменит FeTiO, кўпинча магнетит Fe,о, билан аралаш ҳолда учрайди. FeTIO, Fe, О, формула билан ифодаланадиган бу минерал титан магнетити деб аталади. Кальций титанатлардан перовскит CaTio, амалий аҳамиятга эга. Титаннинг ион радиуси алюминийнинг ион радиусига яқин бўлгани сабабли титаннинг куп миқдори ниҳоятда тарқоқ ҳолда алюмосиликатлар ва бокситлар таркибида учрайди. Шунинг учун бу икки элементнинг баъзи бирикмалари узаро изоморфдир. Тоза титан минераллари жуда сийрак учрайди. Унинг уч минерали - рутил, ильменит ва магнетит титан олишда саноат аҳамиятига эга.
Цирконий минералларидан циркон ZrSiO,, бадделент Его, лар маълум. Гафнийда мустақил минераллар йук де- йиш мумкин. Гафний ионининг радиуси цирконий ион радиусига яқин бўлгани учун у, асосан, цирконий минераллари таркибида (1-5% гача) учрайди.
Олиниши. ТіО, га кўмир таъсир эттириб Ті хосил килиб булмайди, чунки бу жараёнда титаннинг ниҳоятда барқарор карбиди ҳосил бўлиб қолади. Ҳозирги вақтда титан метали титан(IV) хлоридни 900°С да кальций, магний еки натрий металлари билан қайтариб олинади (Кролль усули).

TICI, +2Mg 2MgCl + Ti + 504,6 KX

Титан юкори температурада жуда актив элемент булган- лиги, унинг азот, углерод ва водород билан бирикмалар хосил килиши сабабли бу реакция гелий ёки аргон атмосферасида ва герметик пулат аппаратларда амалга оширилади. Шунингдек, титан (IV) оксидни кальций таъсирида қайтариш йўли билан ҳам титан олиш мумкин:

2Ca+TiO, Ti + 2CaO+ 357,3 KK

Бу реакциялар натижасида говак ва тоза булмаган титан ҳосил бўлади. Уни махсус усуллар билан тозалаб, вакуумда ски инерт газ атмосферасида кайта суклантириб яхлит титан метали олинади. Цирконий ва гафний хам худди ана шу усулларда олинади. Нихоятда тоза титан ва цирконий олиш учун TiJ, ва ZrJ

вольфрам сим ёрамида қаттиқ қиздириб парчаланади:

TIJ, → Ti +2J,

Ильменит ва титан магнетитдан (шунингдек, темир билан рутил аралашмасидан) ферротитан олинади; бу қотишманинг таркибида 10-25% Ті булади. Бу реакцияда кайтарувчи сифатида кўмир ёки алюминийдан фойдаланилади.

ХІІ.2.1. Титан, цирконий ва гафнийнинг хоссалари

Физик хоссалари (ХІІ.4-жадвал) жиҳатидан пўлатга ухшаш ялтироқ ва юқори температурада суюкланадиган металлардир. Бу металлар атомлари зич жойлашган гекса- гонал системада кристалланади. Лекин температура кутарилганда полиморф ўзгариш вужудга келиб, кристалл панжараси ҳажмий марказлашган кубга айланади. Бу ҳодиса Ті учун 880°С да, цирконий учун 865°С да ва гафний учун 1700°С да содир бўлади. Шунга кўра, бу элементларнинг ҳар қайсисида ва В-шакл ўзгаришлари маълум. Гафнийнинг солиштирма массаси цирконийникидан 2 марта ортик, бунинг сабаби шундаки, Д.И.Менделеевнинг даврий системасида гафний лантаноидларидан кейин келадиган биринчи элемент бўлиб, унинг физик хоссаларига лантаноид киришим» ўз таъсирини кўрсатади. Бу уч металл қаттиқ бўлиши билан бирга яхши механик фазилатларга ҳам эга. Ті ва Zг хоссалари бу металларнинг тозалигига, кристалл панжарасининг тузилиши ва бошқа сабабларга боғлиқ.

Кимёвий хоссалари. Ті, Zг ва НГ лар одатдаги температурада жуда кучсиз қайтарувчилардир. Бу металлар ҳар қандай шароитда ҳам коррозияга чидамли. Уларнинг қайтарувчи сифатидаги активлиги температура кўтарилганда ортиб кетади. Масалан, Ті ўзининг суюқланиш температурасида энг актив металлар қаторига утиб олади. Бу элементлар ўз бирикмаларида асосан турт валентли бўлади. лекин улар икки ва уч валентлик ҳолатларини ҳам намоён килади. Ті, 2г ва Нf элементлари инерт газлар, ишқорий ва ишкорий-ер металлардан ташқари барча оддий модда лар билан реакцияга киришади. Бу элементлар: а) хлор, бром, йод, кислород ва олтингугурт билан бирикиб нон ёки ковалент богланишга эга бўлган бирикмалар ҳосил қилади;
6) азот, углерод, бор ва Д. И. Менделеев даврий систе масининг ёнаки группача элементлари билан бирикиб, интерметалл бирикмалар ҳосил қилади;
в) Д. И. Менделеев даврий системасида ўзига яқин уринларни банд қилувчи металлар билан узлуксиз қаттиқ эритмалар ҳосил қилади. Фтор ва хлор бу металларга таъсир этади. 300°С дан юқорида реакция шиддатли боради:

Ti+2C12 →TICI,

Титан, цирконий ва гафнийлар одатдаги температурада ҳавода барқарор бўлсалар ҳам титан 1200-1300 °С да цирконий эса 600-700 °С да хаво кислороди таъсирида оксидланади:

Ti +0, TiO, +946 KжK

Zr+0,→ Zro, +1100 kжK

Бу реакцияларда шуъла ҳосил бўлади, улар тоза кислородда 400-500°С даёк ёниб кетади. Айниқса, суюқ ҳолатдаги титан ва цирконий ҳаво кислороди билан шиддатли реакцияга киришади.

Титан, цирконий ва гафний юқори температурада азот билан шиддатли реакцияга киришиб, TiN, ZrN, HIN каби нитрилар ҳосил қилади. Бу элементларнинг бошка металлар билан узаро таъсири натижасида қаттиқ эритмалар олинади.

Титан, цирконий ва гафний металлари ўзига водород- ни сингдириш қобилиятига эга. Бу металларнинг 1 моль микдори 2 моль водородни сингдира олади. Температура ортганда металларнинг бу қобилияти камаяди. Қайноқ сув кукун ҳолатдаги бу металлар билан реакцияга киришганда металл гидроксиди ҳамда водород хосил булади:

Ti + 4H,O Ti(OH), +2H,

Металл кукуни ўрнига яхлит металл олинганда металл сиртида ҳимояловчи оксид парда ҳосил бўлиши сабабли. бу реакция тезда тўхтаб қолади. Титан, цирконий, ва гаф- ний 600-800 °С да сув буғини парчалайдилар:

T+2H,OTIO, + 2H,

50% ли сульфат кислота билан титан орасида (кизди- рилмаган шароитда) қуйидаги реакциялар бир вактда со- дир булади:

Ті+H.SO, TiSO, + H,

2Ti+3H,SO, Ti, (SO,), +3H, Водород хлорид 300°С дан юқори температураларда Ті, Zг ва НГ билан реакцияга киришади:

Ti + 4HCITICI, +2H,

Концентрланган хлорид кислота узида факат Ті ни эри-

тади, лекин 2г ва НГ га таъсир этмайди. Нитрат кислотанинг титан, цирконий ва гафнийга таъ сир этиши бу металларнинг сирт ҳолатига боғлиқ. Агар ме- талл сирти силлиқ бўлса, унга нитрат кислота, хатто киз- дирилганда ҳам таъсир этмайди (чунки қиздирганда металл сиртида химоя парда ҳосил бўлиб қолади). Агар титаннинг сирти гадир-будир ёки унинг ҳимоя пардаси механик таъ- сир билан шикастланган булса, бундай металлни нитрат кислота совуқда ҳам, қиздирилганда ҳам эритади:

3Ti+ 4HNO, H₂O→ 3H,TiO, +4NO

Зар суви бу уч металлни эритиб металл тетрахлорид- ларга айлантиради:

3Zr+4HNO, +12HCI → 3ZrCl, +4NO+8H₂O

Концентрланган сульфат кислота титан билан кизди рилганда таъсирлашади, бу вақтда титан сульфат кислота- ни ЅО, га қадар қайтаради:

Ti+ 4H,SO, Ti(SO) + 250, + 4H,O

Суюлтирилган сульфат кислота титанга совукда таъсир

этганда титан сиртида ҳимоя парда ҳосил булади, лекин бу аралашма қиздирилганда титан реакцияга киришиб,

титан(1) сульфат ҳамда водород хосил килади Титан бирикмаларининг эритмалари водород пероксид та

сиридан равшан ковок рангга киради. Етарли даражада кон- центрланган (IV) эритмаларига Н.О, ва аммиак таьсир эттириб саргиш жигарранг пероксотитанат кислота Н.ТО, ни чуктириш мумкин. 4-группа элементлари диоксид- ларининг хосил булиш иссиқликлари қийматларига муво- фик бу кобилият куйидаги тартибда узгаради (Х1.5-жадвал) Диоксидлариниг хосил булиш и

XII.5-ader

Диоксия

Po

Sno,

GeO,

CO, со

Sio,

Tio,

ZrO,

HIO,

(осил бу- ниш иссик- Інгн, Жмоль

276

582

580

393

911

946

1100

118

Сульфидлари. Турт валентли титан, цирконий ва гаф- ний тузлари эритмасига водород сульфид таъсир эттирил- анда ТіЅ,, ZгЅ,, НíS, таркибли сульфидлар ҳосил бўлади. лар юқори температураларда суюқланадиган қаттиқ жисм- ардир.

Галогенндлари. Титан, цирконий ва гафний ўз галоге- идларида +2, +3 ва +4 валентликни намоён қиладилар; нг барқарор галогенидларда бу уч элемент турт валентли олатда булади. Бу бирикмаларни Мех,, Мех,, Мех, кури- пишда ёзамиз (бу ерда Х галоген). Мех, лар типик ион ирикмалар булиб, тузлар жумласига киради. ТіX,-ZгX,- 11Х, каторида чапдан ўнгга ўтган сайин МеХ, бирикма- арнинг қайтарувчи қобилиятлари кучайиб боради.

Умуман, Мех, таркиби бирикмалар беқарор моддалар исобланади. Мех, бирикмалар туз хоссаларига эга, улар увда қисман гидролизланади. Мех, бирикмалар (яъни тет- агалогенидлар) осон суюқланадиган кристалл моддалар- ир (ТІСІ, хона температурасида суюқ ҳолатда булади)

Купчилик тетрагалогенидлар рангсиз моддалардир. Фа-

ат Тів, то, г³, рангли кристаллар ҳосил қилади. 1791 йилда инглиз олими Уильям Грегор ильменит ми- пералида номаълум элемент борлигини аниқлади. Турт йил тганидан кейин 1795 йилда Олмон олими Мартин Клап- ют рутил номли минерал таркибида янги элемент борли- ини кашф этди ва уни Олмония афсонаси атамаларидан ройдаланиб титан деб атади. 1797 йилда Грегор ва Клап- ют кашф этган элементлар ягона элемент эканлиги аник- анди. У элементга Клапрот таклиф этган титан номи суйилди. Грегор ва Клапрот минераллардан аввал ок тус- и кристалл кукун титан диоксид TIO, ни олишган. Бу моддани купчилик кимёгарлар қайтарилиш реакциялари оркали металлик титан олиша олмади. 1823 йилда инглиз лими металлургия заводларида ҳосил буладиган шлакларда учрайдиган кристалл ҳолдаги моддани «соф титан» элементи деб қабул қилди. Лекин бу хам титан эмас экан- лигини немис олими Вёлер исбот қилди. Фақат 1825 йилда Берцелиус калий гексафтортитанатни натрий билан кай- тариш натижасида биринчи булиб титан олди. Кейинча- лик Швед академиясининг президенти Я. Берцеллиус хам хатога йул куйганлиги маълум бўлди. 1875 йилда рус оли мм Д. К. Кириллов ҳам тоза титан ҳосил қилди. Лекин унинг кашфиёти жаҳон кимёгарларига маълум бўлмади. 12 йил- дан кейин Швед кимёгарлари Л. Нильсон ва О. Петерсон турт валентли титан бирикмаларига (ТІСІ, ни) натрий би- лан герметик пулат бомбада ишлов бериш натижасида то- залиги 95% ли титан металини олдилар. Ниҳоят, 1895 йил- да Француз кимёгари А. Муассан ёйли печда ТіО, ни угле- род билан қайтариб, ҳосил қилинган материални икки марта тозалаб титан олди. Нихоят 1910 йилда америкалик Хантер шу усулда 94% ли титан олишга муваффак булди.

Цирконийнинг кашф этилиши. 1789 йилда М. Клапрот Цейлондан келтирилган қимматбаҳо тошни анализ қилиб, ўзининг натижаларини эълон қилди. Бу эълонда айтили- шича Клапрот янги модда топган ва унинг номини «цир- кон тупрок деб атаган. Бу сўз форс тилидан олинган булиб, зар-кум», яъни «олтин ранг маъносини билдиради Клапрот ҳосил қилган модда янги элемент эмас эди, у Д. И. Менделеев жадвалида 40 ўринни эгаллаган янги эле- ментнинг оксиди эди. 35 йил ўтгандан кейин Я. Берцелли- ус калий гекса фторцирконатни натрий метали билан кай- тариб цирконий элементини ҳосил қилишга муваффақ булди:

K|ZrF)+4Na Zr+2KF+4NaF

Бу реакция натижсида ҳосил қилинган цирконийда баъзи кўшимчалар борлиги туфайли у мурт булган эди. 100 Йилдан кейин цирконий металини саноатда хосил килиш мумкин булади. Бу усул Голландия олимлари Аркел ва де Бур томонидан таклиф қилинди. Бу усулда цирконий тет- райодид 2г, вакуумла чуе холатдаги вольфрам симида тер мик парчаланди:

2г+23=21

«Хом» (хали тозаланмаган) цирконий метали вакуум- да 300-350 °С да йод билан бирикиб 210, ни хосил қила- ди Бу модда буг холатида булади: 1400°С га кадар иситил-ган вольфрам симга тегиб қолганида цирконий ва йодга карчаланади. Цирконий вольфрам симга ёпишиб қолиб, йод яна «хом» цирконий билан бирикади. Бу жараён охи- ригача олиб борилганда олинган цирконий юкори меха- ник хоссаларга эга бўлади. Метал ҳолдаги гафний Кролль усули асосида олинади.

Бу усул НІСІ, ни магний билан қайтаришга асосланган:

HICI,+2Mg→ 2MgCl₂+ Hf

Ортикча магний ва магний хлоридни вакуумда буғлатиш (дистилляция) оркали йукотилади. Шундан сунг пупанак холдаги гафний ажралиб қолади. Бу пупанак нихоятда ак- тив реактив булганлиги сабабли эхтиёт чоралари кўришга тугри келади.

Тоза гафний олиш учун йодид усулидан фойдаланила-

Hf+2J, HJ

Цирконий гафнийдан ажратиш. Цирконий ва

гафнийнинг хоссалари бир-бирига жуда яқин. Шу сабаб-

дан бу элементларни бир-биридан ажратиш анча мурак-

каб иш хисобланади. Тоза цирконий (гафнийсиз) олиш.

гафний учун техникавий татбик топишда бу масаланинг

хал килиниши катта аҳамиятга эга. Кейинги вақтларда

аникланишича гафний аралашмаган цирконий ядро реак-

торларни қурилишида энг зарурий материалдир. 1952 йил-

дан бери кимёга бағишланган адабиётларда цирконийни

гафнийдан ажратиш масаласида жуда куп илмий ишлар

ҳақида мақолалар ёзилмоқда.

Бу максад учун қуйида баён этилган усуллар таклиф килинмокда:

а) цирконий ва гафнийнинг фосфат, фторид, окса- лат, хлор-оксид комплекслари каби оз эрувчан комплекс

бирикмаларни майда ҳолдаги кристаллга айлантириш;

б) уларни ион алмашиниш ва адсорбция усуллари би- лан ажратиш;

в) органик эритувчилар (экстракция) ёрдамида улар- ни бир-биридан ажратиш;

г) цирконий ва гафний тетрагалогенидлар бугларини

ректификация килиш;

д) цирконий ва гафнийнинг автоклавда ҳосил кили- надиган учувчан бирикмаларини фракцион буглатиб хай- даш йули билан бир-биридан ажратиш усуллари Мисол тариқасида экстракция усули билан цирконий- ни гафнийдан ажратиш усулини кўриб чиқамиз. Агар нит- рат кислотали муҳитда гафний билан цирконий бирикма- ларининг аралашмаси берилган булса, бу аралашмага три- бутилфосфат (ТБФ) (С.Н.О), РО, нинг керосиндаги эритмаси солинса, икки фазали система (органик фаза ва сув фазаси) хосил булиб, цирконийнинг деярлик хамма- си органик фазага ўтади; гафний эса сувдаги фазада кола- ди. Тажрибани бир неча марта қайтариш орқали барча цир- конийни органик фазага утказиб олинади. Сўнгра органик фазага сульфат ёки хлорид кислота эритмаларидан кушиб (ёки сувнинг узидан қўшиб) реэкстракция килинади. Бу усул 1956 йилда таклиф этилган.

Х11.2.2. Титан группачаси элементларининг

тавсифий бирикмалари

Булар жумласига ЭО, турдаги диоксидлар киради. Улар айни элементларнинг ёнишидан ҳосил бўлади. ТіО эса ТіО, нинг Ті билан қайтарилишидан хосил булади:

TiO,+Ti2TIO

Ті, о, эса ТіО, ни водород билан қайтариш натижасида

хосил булади:

2TIO₂+H, Ti₂O, H₂O

Ті, о, узининг хоссалари билан А,О, ни эслатади (бун- да диагональ ўхшашлик намоён булади). Бу элементларнинг юқори оксидланиш даражага муво- фик келадиган гироксидлари Э(ОН), ни ЭСІ, га NaOH эритмасидан қўшиб ҳосил қилиш мумкин:

3C1, +4NaOH →→ Э(ОН), +4NaCl

Э(ОН), лар (Ті(ОН),, Z(OH), H(ОН), лар амфотер моддалар бўлиб, Т(OH), дан Z(ОН), ва Н(ОН), га ўтган сари асослик хоссалари бир оз кучаяди.

Э(ОН), ларнинг кислоталик хоссалари нихоятда куч- сиз ифодаланганлиги сабабли, улар концентрланган ишқор эритмалари билан реакцияга киришмайди. Уларни иш- корлар билан қиздириб суюқлантирилса, титанат, цир- конат ва гафнат номли тузлар хосил булади. Уларнинг икки хили маълум, масалан: Na, Zro, - натрий ортоцирконат Ba Na, Zro, натрий метацирконат, ВаТЮ, - барий мета- титанат. Э(ОН), лар кучли кислота эритмалари билан ре- акцияга киришиб Ti(SO,),, Zr(NO), ва ҳоказо тузлар ҳосил

кила олади. Оксидланиш даражаси +3 бўлган титан беқарор булиб, кучли қайтарувчидир, масалан, ҳавода қуйидаги реакция

содир бўлади:

4Ti(OH), +0, +4H,O-4Ti(OH), +2H₂O

Оксидланиш даражаси +2 бўлган титан янада бекарор ва нихоятда кучли қайтарувчи:

2TiO+3H₂SO,→ Ti₂ (SO), + H2 + 2H₂O

Титан оксидлари қаторида металл богланиш билан ион- ковалент боғланиш орасида рақобат намоён бўлади. Ті да эркин электронлар мавжудлиги сабабли у кислотали му-

хитда металл вазифасини бажаради. Титан группачаси элементларининг ЭНЕ Муҳим галоген- ли бирикмалари ЭГ, таркибга эга. Улар металл билан тало- геннинг бевосита бирикишидан хосил бўлади:

Ti + 2Brz →TiBr

Бу элементларнинг диоксидлари кўмир иштирокида гало-

генлар билан куйидагича реакцияга киришади:

302 +20+3Г, ЭГ, + 2СО

Фторидларини алмашиниш реакция оркали ҳам олиш

мумкин:

TICI,+4HFTIF. + 4HCI

Киздирилганда металл билан галоген бевосита бири-

кади:

Me+ 25 - Мег

Бу элементларнинг активлиги титандан цирконийга утганда кучаяди, лекин цирконийдан гафнийга утилгани- да сусаяди; фторли ҳосиладан йодли бирикмаларига ўтил- ганда ҳам сусаяди.

Барча Эг, лар (TiBr, дан бошкалари) рангсиз қаттиқ жисмлардир (ТІСІ, эса суюклик). Шундай булишига қара- май, уларни тузлар деб тасаввур қилиш тугри эмас (улар Ѕir, Ger,, Ѕлг, ларга ўхшайди).

ТГ,-2,-НІТ, қаторида бу моддаларнинг суюқланиш температуралари ортиб боради. Эг, ларнинг бу каби барча хоссалари уларнинг кристалл панжараси молекуляр хусу снятга эга эканлигидан дарак беради. Фторидлари эса по- лимер тузилишга эга.

Титан цирконий ва гафнийнинг бошка металлмаслар билан бирикмалари. Улар халькогенлар билан бевосита бирикади. Титан билан халькогенлар орасида 6 та бирикма маълум: Z1, Zrs,, ZrSe, лариинг мавжудлиги ҳам аниқ- ланган. Ті,Ѕ,, Zr,S,, Ti, Se,, Zr,S, таркибли аниони мул би- рикмалар ҳам маълум.

Титан группачаси элементларининг пниктогенлар (азот, фосфор, мишьяк ва бошқалар) билан бирикмалар ҳақида тўлиқ маълумотлар йўқ. Тір, ТіP,, ZrP, ZIP, каби молеку- лаларда металл-ковалент турдаги боғланишлар мавжуд. Монофосфидлар металлидларга, дифосфидлар яримўтказ- гичларга ухшаб кетади. Фосфидларни ҳосил қилиш учун металлни фосфор билан бевосита бириктириш юқори тем- пература ва юкори босимни талаб этади.

ХІІ.2.3. Титан группачаси элементларининг ишлатилиши

Титан пўлатдан икки марта енгил. Титан қотишмалари алюминий қотишмаларидан 3 марта пишиқ. Титаннниг сиртида жуда пишиқ ҳимоя оксид парда борлиги туфайли титан коррозияга учрамайди. Бу жиҳатдан титан зангла- майдиган пўлатдан устун туради. Титан ва унинг қотиш- малари енгил, пишиқ, иссикка ва коррозияга чидамли булганлиги сабабли бу моддалар ҳавода ва космик кема. ракета сув ости кемалари, ўтказгич кувурлар юқори бо симда ишлатиладиган реактор, кимё саноатида қўллани ладиган турли қурилмалар қисмларини тайёрлашда кулла- нилади. Титан тахтачаларини бир-бирига улаб катта кема- ларнинг ташки сиртлари ёппа қопланади. Титан (худ тантал каби) организмнинг тирик хужайраларига таъсир этмаслиги сабабли хирургияда синган суякларни улаб маҳкамлашда ҳам қўлланилади. Таркибига Т.О, кирадиган титанли ок буёклар катта сиртни юқори даражада қоплаш кобилиятига эга. Бундан ташқари титан ва цирконий пулат га, кора ва рангли қотишмаларга легирловчи қўшимча та- рикасида, мураккаб шароитларда ишлатиладиган конс- трукцион материалларда асосий таркибий кисм сифатида қўлланилади. Пулатларии легирлаш учун ферротитан Ферроцирконий (яъни, таркибида 20-40% титан ёки цир- коний булган) қотишмалар ишлатилади. Агар пулатга 0,1% титан қўшилган бўлса, унинг қаттиқлиги ва эластиклиги ортади.

Цирконийда иссик нейтронларни қамраб олиш кеси- ми катта қийматга эга, бу хусусият туфайли цирконий ядро реакторлар учун энг зарурий материал ҳисобланади.

Гафний ниҳоятда қиммат материал булганлиги учун техник мақсадларда кам қўлланилади. Масалан, у ядро тех- никасида нейтронлар ҳаракатини сусайтирувчи материал сифатида ишлатилади. Цирконийда иссик нейтронларни камраб олиш хусусияти катта. Титан карбидлари кобальт ҳамда вольфрам карбидлари билан биргаликда ҳаддан таш- қари қаттиқ қотишмалар ва кесувчи ускуналар ясаш учун зарурий материаллар сифатида ишлатилади.

Титан ва цирконийнинг диоксидлари ёруғликни юқори даражада синдирадиган ( 2,7 бўлган) монокристаллар хосил килади, улар оптик асбоблар учун зарурий қисмлар- дир. Титан ва цирконийнинг диоксидлари кимёвий жиҳат- дан жуда чидамли эмаль, сир ва чинни сифатида керамика саноатида қўлланилади. ВаТО, ва РЫТО, таркибли титанат- лар жуда яхши сегнетоэлектриклар бўлганлиги учун ра- дио- ва электрон-техникада кенг қўлланилади.

Нихоят, титан ва цирконий галогенидлари (айниқса йодидлари) тоза металлар ҳосил қилишда ишлатилади.

ХН.3. ДАВРИЙ СИСТЕМА У ГРУППА ЁН ГРУППАЧАСИ ЭЛЕМЕНТЛАРИ. ВАНАДИЙ V, НИОБИЙ №, ТАНТАЛ Т

Ванадий, ниобий ва тантал ўзгарувчан валентлик на- моён килади: ванадий 2. 3. 4 ва 5 валентли: ниобийда 2, 4 ва 5 валентли; танталда 2, 3, 4 ва 5 валентли ҳолатлар ку- затилади. Демак, бу элементларнинг ўз бирикмаларидаги максимал валентлиги бешга тенг. Бу ҳолатга мувофик ке- ладиган оксидларнинг умумий формуласи Э.О. булиб, бу оксидлар кислотали ангидрид хоссаларини намоён қила- ди. Бу уччала элементнинг беш валентли ҳолатларига му- вофик келадиган барча туз ва оксидлари уларнинг энг ба- рқарор бирикмалари ҳисобланади.

У--Та каторида тартиб раками ортган сари паст ва лентлик ҳолатга мувофик келадиган бирикмаларнинг бар қарорлиги камаяди; ваҳоланки P-As-Sb-Bi қаторида чап- дан ўнгга ўтган сари паст валентлик бирикмаларининг бар- қарорлиги ортади.

Агар беш валентли ҳолатларга мувофиқ келадиган ва- надий, ниобий ва тантал тузлари эритмаларининг ҳар қай синисига кислотали муҳитда рух солинса, ванадийнинг валентлиги 5 дан 2 га, ниобийники 5 дан 3 га қадар кайта- рилади; лекин бу шароитда танталнинг валентлиги 5 ли- гича қолади.

ХІІ.3.1. Ванадий - У

Д. И. Менделеев даврий системасининг V группа - элементи, тартиб рақами 23. Барқарор изотоплари 30 табиий ванадийнинг 0,24% ни ва 3 табиий ванадий- нинг 99,76% ни ташкил қилади. Унинг электрон кон- фигурацияси:

KL 353p 3d4s

Ванадий 1830 йилда скандинавиялик олим Зефштрем томонидан кашф этилган. Ванадий номи гузаллик худоси Ванадис номидан келиб чиқади. 1834 йилда ванадий Урал- да қазиб чиқариладиган рудалар таркибида топилган.

Ванадий Ер қобиғининг 1,5.10-3-2% ни ташкил қила- ди. Лекин ванадий жуда тарқоқ элемент бўлганидан унинг бирикмаларига бой йирик конлар учрамайди. Ванадийнинг 50 дан ортик менераллари маълум. Улардан энг муҳимла- ри куйидагилар: Перу ва Аргентинада учрайдиган патро- нит Ѵѕ, Жанубий-шарқий Африка ва Австралияда учрай- диган ванадинит 3РЫ, (VO,), РЫСІ, минерали. Колорадо (АҚШ) да учрайдиган карнотит К. (UO.), [VO.], зно минералларидир. Ванадийнинг анчагина микдори титан магнетитларда нихоятда кичик концентрацияларда учрайди. Урал ва Керчда темир рудаларида хам ванадий минерал- лари булади. Урта Осиёда учрайдиган туямуюнит минера- ли Са(О,), (VO,), Н.О да хам ванадий бор. Кариотитдан уран ва ралий олишда ванадий кўшимча маҳсулот сифати- да хосил булади.

Кора ва рангли металлургия шлакларидан Ѵ.0, еки FeVO, холатида анчагина микдорда ванадий олинади. Бу группача элементларининг баъзи хоссалари ХII.6- жадвалда келтирилган.

X116-жадвал

Бовакий группичия элемент

ри баъзи хоссал

Nb

Ta

Хоссалари

Ер кобигидаги микдо рн. % да

1,5-10-1 [Ar]3d M 0.134 0.040

110

2-10

Валент электрондар конфигурацияс

(Krj4d5 0,145 0,068

Хо

0,146

0,068

Атом радиуси, им

Нон радиуси, им

Ионланиш потен циаллари, эВ

(2+.6+6)'r

6,74

6,88

7,88

11(9*9*+8)

15,13

13,48

12,7

30,31

24,7

22.27

J.(99+)

48,35

37,7

33.06

68,7

51,9

44,8

105 Ел, эв

167,23

134,06

120,73

НЭМ

1.6

1.6

1,5

Суюқланиш темпера- тураси, С Кайнаш температура- си, °С

1900

2470

3000

3400

4760

5500

Зичлиги, гем-

5.96

8.57

16.6

E(3/3).B

-835

1.099

Олиниши. Ҳозирги вақтда ванадий унинг оксидларини қайтариш йули билан феррованадийни хлорлаш орқали олинади. Кайтарувчи сифатида кальций, магний, алюми- ний металлари ишлатилди.

Темир оксил билан ванадий(V) оксид аралашмасини қайтариш орқали феррованадий олинади, унинг таркиби- да 30-40% ванадий бўлади (қолани темир ва углероддан иборат) Феррованадий техникада махсус пулатлар олиш учун ишлатилади. Тоза ванадий олиш учун ванадийнинг (111) оксиди инерт газ атмосферасида кальций билан ёки ванадийнинг(V) оксиди алюминий билан қайтарилади: V₂O, +2Ca→2V+3CaO; 3V,0, +10AI→6V+5A1,0,

Биринчи реакцияни ванадий ҳосил қилишиниг кальций

термик усули деб аталади. Реакцияда куп микдор иссиклик

чикади. Бу иссиқлик ванадийни суюқлантириш учун етар-

ли булганидан ванадий эриб, сунгра дона-доначалар шак-

лида йигилади. Реакцияни герметик берк пулат бомбалар-

да олиб борилади. Бу усулда ҳосил қилинган ванадийнинг тозалик даражаси 99,5% га етади. Нихоятда тоза VJ, ни вакуумда электр токи таъсирида киздирилган вольфрам симда парчалаш орқали олинади (900 °С да).

Хлорлаш усулида феррованадийга хлор таъсир эттириб аввал ѴСІ, олинади; у VCI, билан С1, га парчаланади. ѴСІ, ни пулат ретортада аргон атмосферасида магний

билан қайтариб ванадий олинади.

Хоссалари. Соф ҳолатдаги ванадий кулранг (кумушси- мон) юкори температурада суюқланадиган оғир металл. Ванадий хажмий марказлашган куб шаклида кристалла- нади. Ванадий яхши механик хоссаларга эга; ванадийнинг физик ва механик хоссалари унинг тозалик даражасига боғлиқ. Ванадийда водород, кислород, углерод, азот каби моддалардан жуда оз микдорда бўлса ҳам, ванадийнинг каттиклиги ошиб, пластиклиги камайиб, металл мурт булиб колади. Ванадий одатдаги температурада ҳавода ўзгар- майди; кукун ҳолатидаги ванадий кислородда равшан алан- га бериб ёнади. Ванадий фақат юқори температурада кис- лород, азот, углерод ва галогенлар билан бевосита бири- кади, чунки ванадий сиртидаги ҳимоя парда 300 °С дан юкорида емирилади.

Ванадий фторид ва нитрат кислотада, ҳамда зар сувида эрийди. Ванадий уз бирикмаларида 2, 3, 4 ва 5 валентли булади. Ванадийнинг тўртта оксиди - VO, V.0, VO, ва О, маълум.

Ванадий(11) оксид VO кора рангли, асос табиатига эга бўлган каттик модда. Ванадий(11) оксидни олиш учун Ѵ.О. 1700 °С да водород билан кайтарилади. VO кислоталарда эриганда 2 валентли ванадий тузлари хосил булади. Унинг гидроксиди Ѵ(ОН), кунгир ва 2 валентли тузи, масалан, VSO, 78,0 бинафша рангли. Лекин унинг комплекс тузлари, масалан, К,[V(CN), 38,0 сариқ тусли бўлиб, те- мирнинг ана шу хилдаги тузлари билан изоморфдир. Икки залентли ванадий бирикмалари хавода жуда тез оксидла ниб кетади.

Ванадий(111) оксид V,0, қора рангли қаттиқ модда. кучсиз асос табиатига эга. Уни ҳам Ѵ,0, ни водород ёки кумир таъсирида қайтариш орқали олинади. Унинг гидрок- сиди Ѵ(ОН), яшил рангли ипир-ипир чўкма ҳолида була- ди. Уч валентли ванадий сульфат V2 (SO,), сариқ рангли ку- кун; у сувда эримайди; ишқорий металлар сульфатлари билан куш тузлар ҳосил қилади. Уч валентли ванадий би- рикмалари ҳам жуда тез оксидланиб кетади.

Ванадий(1Ѵ) оксид VO, тук-бинафша рангли, амфотер табиатига эга қаттиқ жисм. Уни олиш учун V,0, оксалат кислота билан қайтарилади. Ванадий(Ѵ) оксид V20, 660°С да суюқланадиган ковок

ранг каттик жисм. Уни олиш учун аммоний метаванадат

қаттиқ қиздирилади:

2NH,VO, V,O,+2NH, + H₂O

Ѵ.0, кучли кислотали муҳитда оксидланиш хоссалари- ни намоён қилади; масалан, у водород хлоридни хлорга кадар оксидлайди:

V₂O,+6HCI → +2VOCI,+CI₂+3H,O

О, контакт усулида сульфат кислота олишда катали- затор сифатида ишлатилади. Ванадат ангидрид Ѵ,0, иш- корларнинг сувдаги эритмаларида эриб ванадат кислота тузларини ҳосил қилади.

Ванадий галогенидлар VF, VCI,, VCI,, VCI, тузлар та- биатига эга (ХІІ.7-жадвал). Ванадий бирикмалари заҳарли.

Одатдаги температурада ванадийга сув, суюлтирилган кислоталар ва ишқор эритмалари таъсир этмайди. Суюл- тирилган водород хлорид 300 °С дан юкорида ванадий билан реакцияга киришиб ѴСІ, ва VCI, бирикмаларни ҳосил килади.

Нитрат кислота ванадийни оксиллаб метаванадат кис- лота НѵО, га айлантиради. Ҳосил бўлган метаванадат кис- лота Ѵ,0, хН,О таркибли сувда эримайдиган моддага ай- ланиб колади. Умуман. V,О, га мувофиқ келадиган вана- дат кислоталар эркин ҳолатда ажратиб олинган эмас. Улар фақат эритмаларда мавжуд. Уларнинг таркиби эритмадаги водород курсаткич (рН) га боглиқ. Бу кислота тузлари - ванадатлар маълум шароитда хосил булади. Масалан, ор-

тованадатлар (МеУО, рН 11,8-12,2 да, пированадатлар (Ме 0, 10-11,8 да на метаванадатлар (MeV),) pH

7,5-10 да ҳосил бўлади. Эритмада водород ионлари кон- центрацияси ошганда, яъни рН камайганда, ванадатлар полимерланиш ва конденсатланиш реакциялари натижа- сида таркиби мураккаблашиб қолади. Ванадатларга кучли ишқорий муҳитда Н, О, таъсир эт ганда пероксобирикмалар ҳосил бўлади:

ѴБ группача элементларининг галогенидлари

Фторидлари

VF, ок тусли. 19 °С да суюкла нади 47,9°С да қай- найди

VF, жигар ранг сарғиш ски яшил, 325°С да Парчаланади. да қайнайди VF, яшил тусли, 800 °С да

суюқланади

NF, рангсиз, 78.9 "Сда суюк- ланади. 233,3°С да кайнайди

Хлоридлари

NB, кизил 150 °С да суюкданади NЬС), кора тусли | NBг, мавжуд

NЬСІ, сарик, 194°С да суюкла- рангли

нади 241°С да кайнайди NBC, қора тусли ди

Таст, сариқ

Тар, рангсиз 96,8°Сда суюк- ланади. 229 "Сда кайнай ди Таг, окиш-яшил рангли тусли

рангли 211°Сда суюкла

нади,

242°Сда қайнайди Таст, яшил

ТаС), яшил рангли

Х11.7-жадвал

Бромидлари

Йодидлари

ѴС), қорамтир- кизгиш рангли суюклик, 154 °С

ѴСІ, бинафша тусли парчала-

нувчан УСІ, яшил тусли

|ѴВг, қора-яшил Ѵ, 6,0 тусли, парчала нувчан

жигарранг V3, бинафша

рангли

NbJ.capиk

рангли NbJ,

327 "Сла суюкла

270 Сда кайнай-нади Nb, қора рангли

Тавс, сарик

Та/, кора рангли, 496 Сла суюкта рангли 240°Сда суюкланади, нади, 320°С да кайнайли. ди

543°С да қайнай

Та, (ноамик) Na, VO, +48,0,

NON, VO, +4H,0

Кучсиз ишкорий муҳитда эса Ме, VO, таркибли пероксованадатлар ҳосил бўлади. VO, га ишкор таъсир эттирилганда ванадатлар (масалан, Na,V.0, 71,0) хосил булади. ѵо, нинг кислоталар билан ҳосил қилган тузлари ванадиялар деб аталади, масалан, VOSO, - ванадил сульфат, ѴОСІ, - ванадил хлорид ва хоказо (ХІІ.7-жадвал).

Ванадийнинг азотли бирикмаси ванадий нитрид ѴN иссикка ва кимёвий моддалар таъсирига чидамли, у 2360 "С да суюқланадиган қаттиқ жисм. Ванадийнинг карбидлари (Ѵ,С, УС, V,C, VC) электр токини утказиш ва металларда эриш хоссасига эга. Уларнинг пулатларда эрувчанлиги қотишма совутилганда камаяди, натижада яхши сифатли пулат ҳосил бўлади.

Ванадийнинг силицид ва боридлари VSi, VB, ѴВ, утга чидамли материаллар олишда ишлатилади. Ванадий металлургияда кўп қўлланилади, пўлатга 0,15-0,25% ванадий кўшилганда унинг эластиклиги ва қаттиқлиги ортади. Ишлаб чикариладиган ванадийнинг 95% микдори пулат олиш учун сарф бўлади. Ванадийдан, айниқса, асбоб ва дастгоҳлар ясашга ишлатиладиган пўлат олишда куп фойдаланилади.

Ванадий чуянга ҳам қўшилади. Ундан ташқари, доимий магнит тайёрланадиган қотишмаларга ҳам ванадий кушилади. Ядро реакторларини қуриш учун ишлатиладиган материаллар таркибига ҳам озгина ванадий кушилади.

Кимё саноатида (сульфат кислота олиш, органик синтезда) ванадий бирикмалари катализатор сифатида ишлатилади. Улар қишлоқ хўжалик, тиббиёт, тукимачилик, лак, буёк, резина, шиша, керамика ва фото-кино соҳасида ҳам ишлатилади.

ХІІ.3.2. Ниобий ва тантал

Ниобий, белгиси Nb, Z=41. Нисбий атом массаси 92.906.

Ниобийнинг фақат битта табиий изотопи "NB маълум Ниобийнинг электрон конфигурацияси KLM45'4p 4*55 Ниобий Ер кобигининг 1-10% ташкил қилади. Тантал, белгиси Та, 2-73. Нисбий атом массаси 108,948