Прелазни елементи

Прелазни метали се налазе између 2. и 13. групе периодног система елемената (по ранијој номенклатури IIa и IIIa група). Ови метали попуњавају 3d, 4d и 5d орбитале док се на последњем енергетском нивоу, скоро по правилу налазе по два s електрона супротног спина. Промена броја електрона јавља се код елемената исте периоде, а не групе као код осталих елемената. То је разлог због кога су сличности

између елемената исте периоде често веће него између елемената исте групе, а разлике између група много мање него код главних група. За разлику од атома главних група ови метали поседују јоне знатно мањег атомског радијуса и кристалне решетке великих енергија; зато су велике густине и тврдоће, и високих температура топљења и кључања. Ови елементи су одлични проводници топлоте и електрицитета и имају врло добра механичка својства. Већина једињења прелазних метала је обојена како оних у чврстом стању тако и оних у растворима. Код прелазних метала се јавља тежња за грађењем легура и међусобно и са другим металима.

Карактеристична хемијска својства прелазних метала се огледају у:

1. вредностима кофицијената електронегативности који се крећу између 1,1 и 2,2
2. грађењу једињења са различитим оксидационим бројевима
3. тежњи да граде комплексна једињења.

Кофицијенти електронегативности показују да ови метали чине прелаз између најелектронегативнијих метала (главних група) и неметала.

Анализом енергија јонизације и поређењем са алкалним и земноалкалним металима у истој периоди примећујемо да су вредности првих енергија јонизације веће код прелазних метала и да расту са порастом атомског броја. Прелазни метали ретко граде јонска једињења, већ се једине градећи ковалентне молекуле, или везе са знатним ковалентним карактером.

Грађење једињења са различитим оксидационим бројевима карактеристично је за ове метале. У истој групи могу се наћи стабилна једињења и са парним и са непарним бројем.

Једињења прелазних метала 5. и 6. периоде су стабилна, са високим оксидационим бројевима, а кисели карактер им је у порасту. У једињењима прелазних метала са нижим оксидационим бројевима веза је претежно јонског карактера, док при вишим оксидационим бројевима преовлађује ковалентна веза.

Прелазни метали имају велики индустријски значај јер на њима и њиховим легурама почива металургија. Значајни су и као биогени елементи, а од њих се највише истиче гвожђе.

Гвожђе или жељезо (Fe, лат. ferrum) је метал VIIIB групе.

Има 16 изотопа чије се атомске масе налазе између 49 - 63. Постојани изотопи су: 54, 56, 57 и 58. Најзаступљенији је изотоп 56 (91%). Гвожђе је било познато још првобитним цивилизацијама.

Заступљен је у земљиној кори у количини од 0,41% у облику следећих минерала: црвеног хематита (Fe₂O₃), црног магнетита (Fe₃O₄), сидерита (FeCO₃), лимонита, халкопирита,пирита, арсенопирита.

armatura gh16/19

Сем ових минерала велики технолошки значај имају карбониклова комплексна једињења гвожђа која се добијају из хлорида гвожђа. Та једињења су катализатори бројних органских реакција. Златан хлорид (II), киселог укуса се употребљава за сузбијање малокрвности.

Гвожђе има 2 оксида. При реакцији гвожђа са кисеоником, ствара се гвожђе(III)-оксид.

У реакцији са водоником, гвожђе(III)-оксид реагује на

следећи начин, дајући гвожђе(II)-оксид (FeO).

Гвожђе има 2 хидроксида, који су као и горе наведени оксиди, нерастворни у води. Добијају се на следећи начин (реакцијом растворне соли гвожђа са натријум или калијум-хидроксидом).

• Гвожђе(II)-хидроксид: 
• Гвожђе(III)-хидроксид: 

Добијање гвожђа

Сулфидне руде се загревањем преводе у оксид гвожђа. Карбонатна руда се жарењем разлаже на оксид гвожђа и CO₂. Настали оксиди гвожђа заједно са оксидним рудама се обрађују у високој пећи, где се врши редукција оксида (уклањање кисеонка из руде), помоћу кокса (C) или CO. Пећ се пуни кроз гротло. Ставља се наизменично ред руде, ред топитеља, и ред кокса. Пећ може да ради непрестано по неколико година.

Биолошки значај

Гвожђе је неопходно за очување здравља. Атом гвожђа се налази у многим ензимима: хемоглобину, миоглобину... Потребе за гвожђем се разликују у зависности од старости, тежине, пола, здравља минималне количине које је потребно дневно унети крећу се у широким оквирима. Код одраслих особа од 10 милиграма дневно до 20 код жена, док је за време дојења потребно 30. Иако човеков организам има солидне механизме за регулацију количине гвожђа, у неким ситуацијама може доћи до обољења хемохроматозе. То обољење се јавља услед превелике дозе гвожђа у организму. Велике количине гвожђа(II) су отровне. Соли гвожђа(III-VI) су безопасне, зато што их организам не апсорбује.

Правилна концентрација гвожђа у крви:

• средња вредност
  • мушкарци 21,8 микро mol по литру, 120 микро грама по децилитру
  • жене 18,5 микро mol по литру, 100 микро грама по децилитру
• минималне и максималне концентрације:
  • мушкарци 17,7 - 35,9 микро mol по литру, 90 - 200 микро грама по децилитру
  • жене 11,1 - 30,1 микро mol по литру, 60 - 170 микро грама по децилитру