ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s-металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны следующие свойства:

высокий предел прочности на разрыв (они могут выдерживать большие нагрузки на растяжение, не подвергаясь разрыву);

тягучесть (их можно протягивать через узкие отверстия, получая проволоку); ковкость (их можно расплющивать ударами в листы).

Большинство d-элементов кристаллизуется не в одной, а в нескольких формах. Ковкие и сравнительно мягкие металлы, как, например, медь, кристаллизуются в решетки с гранецентрированной кубической структурой. Более твердые металлы, как, например, хром, кристаллизуются в объемнопентрированных кубических формах. Железо кристаллизуется в решетке как с гранецентрированной кубической, так и с объемноцентрированной кубической структурой. Кобальт и никель кристаллизуются в решетки как с объемноцентрированной кубической, так и с гексагональной плотноупакованной структурой.

Таблица 14.2. Физические свойства d-элементов в ряду от скандия до цинка

d-Элементы в целом характеризуются высокими температурами плавления и кипения (табл. 14.2). Их твердость и высокие температуры плавления и кипения объясняются прочными металлическими связями в этих элементах. Наличие прочной металлической связи обусловлено способностью d-элементов поставлять на образование связи электроны не только из внешней, но и из предшествующей ей внутренней подоболочки. Например, металлы первого переходного ряда используют для образования связей одновременно 3d- и 4s-электроны.

d-Элементы характеризуются также более высокой плотностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в первом переходном ряду (табл. 14.2).

d-Элементы - хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон сверх полузаполненной или заполненной d-оболочки. Металлы с заполненной s-оболочкой обладают меньшей электропроводностью. Например, так называемые металлы монетных сплавов - медь, серебро и золото, обладающие внешней электронной конфигурацией проводят электрический ток лучше, чем цинк, кадмий и ртуть, обладающие конфигурацией . Хром, молибден и вольфрам, имеющие конфигурацию , характеризуются более высокой электропроводностью по сравнению с марганцем, технецием и рением, имеющими конфигурацию .