发现过渡金属
最丰富的过渡金属在固体地球的地壳铁,这是所有元素中第四和第二(铝)金属中地壳丰度。的元素钛,锰,锆,钒,铬也有丰度超过每吨100克(3.5盎司)。一些最重要的和有用的过渡金属有非常低的地壳abundances-e.g。,钨,铂,黄金,银。
四个常规过渡金属是古人所知:铁(铁),铜(铜),银(银),和黄金(金)。它们的化学符号(铁、铜、银、盟),事实上,来自他们的炼金术(拉丁)名称而不是他们当代的名称。其它常规过渡金属被发现(或公认的元素)在18世纪早期。最近发现过渡金属在自然界铼(原子序数75),1925年在铂矿和检测铌矿产铌铁矿。
锝(原子序数43)是唯一的d块元素,还没有从地壳分离。所有的同位素锝放射性;即使是最稳定的半衰期同位素锝- 97,太短,允许的生存原始的在地壳锝,声称它已被孤立或检测必须考虑错误的。可以隔离在大量锝,然而,从核反应堆的裂变产物,它至少是现成的化学研究的天然元素铼相似,没有集中的矿石。
过渡金属催化剂
一个重要的过渡金属和他们的使用化合物是催化剂各种工业生产过程,主要是在石油和聚合物(塑料、纤维)行业,在有机分子异构化的,从简单的分子,建立氧化、氢化、或造成聚合。只有几个最重要的这些过程和他们的催化剂可以在这里提到的。催化剂的两个物理类型:均匀(例如,dissolved in the reaction mixture) and异构(例如,构成一个固相分离和不溶于反应混合物)。这两种类型表示在工业现场,但后者更常见。
催化剂的引入,使聚合以相对较低的温度和压力进行了聚乙烯和聚丙烯的生产。以前聚乙烯必须由一个过程需要大约1000个大气压的压力,和聚丙烯有用的属性并不是商业上重要。催化剂设计和应用在1950年代初从四氯化钛和准备铝烷基等triethylaluminum:沉淀、含钛固体,加上过度烷基铝的解决方案,构成的催化剂。组成的一个非常不同的催化剂,三氧化二铬分散在硅铝,执行同样的聚合乙烯但不能产生一个有用的形式的聚丙烯。
三氧化二铬铬的形式,或氧化铬、氧化铝的主要工业催化剂改变饱和烃(即。所有可用的,那些价债券的原子连接到其他原子)有用的烯烃(不饱和有机化合物),主要是n丁烷与丁烯和丁二烯。
含铁催化剂被用于各种流程的最值得注意的是,生产氨氮和氢。这个过程中,发达国家在20世纪早期,代表第一个主要工业应用过渡金属催化作用。催化剂是磁性四氧化二triiron (Fe3O4),“提升”,添加少量的钾氧化,氧化铝,氧化钙和二氧化硅。
钼在钼三氧化铝氧化混合物或钴oxide-molybdenum三氧化铝氧化混合物发现许多应用程序,如脱硫气体和液体;去除铅、镍,从炼油厂钒饲料股票;在修改,或“改革”,原油分数提高辛烷值。
烯烃等杂质,是免费的一氧化碳,硫,卤素和化合物砷或铅(催化剂毒物),可以氢化(即。,加上氢)大气压力和房间温度,使用各种类型的活性镍制剂催化剂。
铜是一个组件的各种催化剂、铜铬,用于选择性加氢羰基化合物(含有机化合物激进的C = O),也许是最重要的。脂肪和油也可以氢化醇使用铜催化剂。氯化钯和铜盐+ 1氧化态形成一个均匀的氧化乙烯乙醛催化剂(瓦克法),但这个过程的商业用途已经被抛弃了。金属铂有广泛的催化活动。最重要的一个方面的吨位的催化重整生产石油质量分数提高抗爆汽油。氧化银,不活跃,耐火材料的支持,催化氧化乙烯环氧乙烷。
含氧的过程(也称为加氢甲酰化),在某些烯烃与一氧化碳和氢气反应醛(一个类包含的有机化合物集团cho),需要一个均匀含有过渡金属催化剂。第一个可行的是氢tetracarbonylcobaltate HCo(有限公司)4反应混合物中形成的行动的氢octacarbonyldicobalt,有限公司2(有限公司)8。最近铑配合物被发现在较低的温度和压力有更大的活动,更容易恢复。净反应所代表的含氧的过程