Мягкие легкоплавкие металлы, расположенные между d-блоком и металлоидами
Алюминий, галлий, индий, олово, свинец, висмут и их соседи. Это металлы, но не самые типичные — более мягкие, менее прочные и легкоплавкие по сравнению с переходными металлами, с устойчивой склонностью образовывать ковалентные связи. Вместе они дали нам консервные банки, припой, сенсорные экраны и водопроводные трубы.
Выделено в периодической таблице
Каждый элемент
Что их определяет
Они проводят электрический ток и блестят, как металлы, но их связь заметно более направленная, чем у металлов d-блока. Температуры плавления резко снижаются: галлий плавится при 30 °C, олово — при 232 °C, свинец — при 327 °C.
Тяжёлые металлы p-блока часто предпочитают степень окисления на две единицы ниже той, которую предполагает их группа, поскольку внешняя s-пара неохотно вступает в связь. Таллий предпочитает +1 вместо +3, а свинец — +2 вместо +4, поэтому соединения Pb(IV) являются сильными окислителями.
Оксиды алюминия, цинка, олова и свинца реагируют и с кислотами, и с основаниями. Именно такого промежуточного поведения и следует ожидать от элементов, расположенных на границе между металлами и неметаллами.
Периодические закономерности
Металлические свойства усиливаются при движении вниз по каждой группе и ослабевают при движении слева направо в каждом периоде. Алюминий — самый реакционноспособный и наиболее полезный; висмут — самый тяжёлый элемент с практически стабильным ядром.
В мире
Второй по распространённости металл после железа: используется в самолётах, банках, оконных рамах и линиях электропередачи. Лёгкий, устойчивый к коррозии, бесконечно перерабатываемый и дешёвый только благодаря процессу электролиза Холла — Эру.
Припой, бронза и покрытие, которое не даёт жестяным банкам ржаветь. Лужение стали стало прорывом, сделавшим хранение консервированных продуктов практичным.
Батареи, радиационная защита и исторически всё — от сантехнических труб до бензина. Его применение постепенно прекращалось по мере осознания его токсичности.
Арсенид галлия и нитрид галлия используются в силовых светодиодах, лазерных диодах и высокочастотных радиосистемах. Оксид индия и олова — прозрачный проводник в каждом сенсорном экране.
Нетоксичная замена свинца в дроби, припоях и косметике, а также действующее вещество средств от расстройства желудка.
Обращение
Свинец — кумулятивный нейротоксин, для которого не существует безопасного уровня воздействия, особенно опасный для детей. Таллий смертелен в малых дозах и долгое время был излюбленным ядом отравителей. Полоний чрезвычайно радиоактивен. Алюминий, олово и висмут, напротив, относятся к наименее проблемным металлам при обычном использовании.
Полезно знать
Часто задаваемые вопросы
Это неофициальное устаревшее название, отражающее то, насколько хуже они проявляют металлические свойства по сравнению с переходными металлами: они мягче, слабее, имеют более низкие температуры плавления, а в их связях сильнее выражен ковалентный характер. «Постпереходные металлы» — современный, менее оценочный термин для той же группы элементов.
Он действительно корродирует — мгновенно. Разница в том, что оксид алюминия образует плотную, прочно сцепленную плёнку толщиной в несколько нанометров, которая герметизирует поверхность и останавливает дальнейшее разрушение. Оксид железа рыхлый и пористый, поэтому отслаивается и обнажает свежий металл под ним. Анодирование намеренно утолщает защитный слой алюминия.
Технически — да. В 2003 году было показано, что висмут-209 подвергается альфа-распаду с периодом полураспада около 2×10¹⁹ лет — это в миллиард раз больше возраста Вселенной. Для любых практических целей он стабилен, и его регулярно используют как безопасную замену свинцу.
Продолжить