Elemento do grupo 7 - Group 7 element
| Grupo 7 na tabela periódica | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||
|
|||||||||
| ↓ Período | |||||||||
| 4 |
 25 Metal de transição |
||||||||
| 5 |
Tecnécio (Tc) 43 Metal de transição |
||||||||
| 6 |
 75 Metal de transição |
||||||||
| 7 |
Bohrium (Bh) 107 Metal de transição |
||||||||
|
Lenda
|
|||||||||
O Grupo 7 , numerado pela nomenclatura IUPAC , é um grupo de elementos da tabela periódica . Eles são manganês (Mn), tecnécio (Tc), rênio (Re) e bohrium (Bh). Todos os elementos conhecidos do grupo 7 são metais de transição.
Como outros grupos, os membros desta família mostram padrões em suas configurações eletrônicas , especialmente as camadas mais externas, resultando em tendências no comportamento químico.
Química
| Z | Elemento | Nº de elétrons / camada |
|---|---|---|
| 25 | manganês | 2, 8, 13, 2 |
| 43 | tecnécio | 2, 8, 18, 13, 2 |
| 75 | rênio | 2, 8, 18, 32, 13, 2 |
| 107 | Bohrium | 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 |
Bohrium não foi isolado na forma pura.
História
O manganês foi descoberto muito antes dos outros elementos do Grupo 7 devido à sua abundância muito maior na natureza. Enquanto Johan Gottlieb Gahn é creditado com o isolamento do manganês em 1774, Ignatius Kaim relatou sua produção de manganês em sua dissertação em 1771.
O Grupo 7 contém os dois metais de transição de ocorrência natural descobertos por último: tecnécio e rênio. O rênio foi descoberto quando Masataka Ogawa encontrou o que ele pensava ser o elemento 43 em torianita , mas isso foi descartado; estudos recentes de HK Yoshihara sugerem que ele descobriu o rênio, um fato não percebido na época. Walter Noddack , Otto Berg e Ida Tacke foram os primeiros a identificar de forma conclusiva o rênio; pensava-se que eles descobriram o elemento 43 também, mas como o experimento não pôde ser replicado, ele foi descartado. O tecnécio foi formalmente descoberto em dezembro de 1936 por Carlo Perrier e Emilio Segré , que descobriram o tecnécio-95 e o tecnécio-97 . Bohrium foi descoberto em 1981 por uma equipe liderada por Peter Armbruster e Gottfried Münzenburg , bombardeando Bismuth-209 com Chromium-54 .
Ocorrência
O manganês é o único elemento comum do Grupo 7 com a quinta maior abundância na crosta terrestre de qualquer metal. É mais comumente encontrado como dióxido de manganês ou carbonato de manganês. Em 2007, 11 milhões de toneladas métricas de manganês foram extraídas.
Todos os outros elementos são incrivelmente raros na Terra (tecnécio, rênio) ou totalmente sintéticos (bohrium). Embora o rênio ocorra naturalmente, é um dos metais mais raros, com aproximadamente 0,001 partes por milhão de rênio na crosta terrestre. Em contraste com o manganês, apenas 40 ou 50 toneladas métricas de rênio foram extraídas. O tecnécio é encontrado apenas em pequenas quantidades na natureza como um produto da fissão espontânea ; quase tudo é produzido em laboratórios. Bohrium é produzido apenas em reatores nucleares e nunca foi isolado na forma pura.
Produção
Manganês
Em 2007, 11 milhões de toneladas métricas de manganês foram extraídas.
Tecnécio O tecnécio foi criado bombardeando átomos de molibdênio com deutérios que foram acelerados por um dispositivo chamado ciclotron. Às vezes, pode ser encontrado na natureza, mas não em grande quantidade. Rênio
Bohrium
Bohrium é um elemento sintético que não ocorre na natureza. Muito poucos átomos foram feitos, mas devido à sua radioatividade, apenas pesquisas limitadas foram feitas.
Formulários
O isômero facial dos complexos de haleto de 2,2'-bipiridil tricarbonila de rênio e manganês tem sido extensivamente pesquisado como catalisadores para a redução eletroquímica do dióxido de carbono devido à sua alta seletividade e estabilidade. Eles são comumente abreviados como M (R-bpy) (CO) 3 X onde M = Mn, Re; R-bpy = 2,2'-bipiridina 4,4'-dissubstituída ; e X = Cl, Br.
Rênio
A atividade catalítica de Re (bpy) (CO) 3 Cl para redução de dióxido de carbono foi estudada pela primeira vez por Lehn et al. e Meyer et al. em 1984 e 1985, respectivamente. Os complexos Re (R-bpy) (CO) 3 X produzem CO exclusivamente a partir da redução de CO 2 com eficiências Faradaicas de quase 100%, mesmo em soluções com altas concentrações de água ou ácidos de Brønsted .
O mecanismo catalítico do Re (R-bpy) (CO) 3 X envolve a redução do complexo duas vezes e a perda do ligante X para gerar uma espécie ativa de cinco coordenadas que se liga ao CO 2 . Esses complexos reduzirão o CO 2 com e sem a presença de um ácido adicional; entretanto, a presença de um ácido aumenta a atividade catalítica. A alta seletividade desses complexos para a redução de CO 2 sobre a reação de evolução de hidrogênio competidor foi mostrada por estudos da teoria do funcional da densidade estar relacionada à cinética mais rápida de ligação de CO 2 em comparação com a ligação de H + .
Manganês
A raridade do rênio mudou a pesquisa em direção à versão de manganês desses catalisadores como uma alternativa mais sustentável. Os primeiros relatos de atividade catalítica de Mn (R-bpy) (CO) 3 Br em direção à redução de CO 2 vieram de Chardon-Noblat e colegas de trabalho em 2011. Em comparação com análogos de Re, Mn (R-bpy) (CO) 3 Br mostra catalítico atividade em overpotentials mais baixos.
O mecanismo catalítico para Mn (R-bpy) (CO) 3 X é complexo e depende do perfil estérico do ligante bipiridina. Quando R não é volumoso, o catalisador se dimeriza para formar [Mn (R-bpy) (CO) 3 ] 2 antes de formar a espécie ativa. Quando R é volumoso, entretanto, o complexo forma as espécies ativas sem dimerizar, reduzindo o potencial excessivo de redução de CO 2 em 200-300 mV. Ao contrário do Re (R-bpy) (CO) 3 X, o Mn (R-bpy) (CO) 3 X apenas reduz o CO 2 na presença de um ácido.
Tecnécio
Tecnécio é usado em radioimagem.
Bohrium
Bohrium é um elemento sintético e muito radioativo para ser usado em qualquer coisa.
Precauções
Embora seja um oligoelemento essencial no corpo humano, o manganês pode ser um tanto tóxico se ingerido em quantidades maiores do que o normal. O tecnécio deve ser manuseado com cuidado devido à sua radioatividade.
Papel biológico e precauções
Apenas o manganês tem uma função no corpo humano. É um nutriente essencial, com o corpo contendo aproximadamente 10 miligramas em determinado momento, principalmente no fígado e nos rins. Muitas enzimas contêm manganês, o que o torna essencial para a vida, e também é encontrado nos cloroplastos . Tecnécio, rênio e bohrium não têm funções biológicas conhecidas. No entanto, o tecnécio é usado em radioimagem.