B-rühma metallid erinevad A rühma metallidest selle poolest, et neil on osaliselt elektronidega täitunud ka eelviimase kihi d-alakiht, kus nad võivad elektrone loovutada. See tingib B-rühma metalliühendite mitmekesisuse – B-rühma metalliühendid võivad olla nii aluselised kui happelised. B-rühmas võib metallidel olla mitmeid erinevaid oksüdatsiooniastmeid. Näiteks mangaanil on ühendeid, kus mangaani oksüdatsiooniaste on +2, +4, +6 või +7. Mida kõrgem on metalli oksüdatsiooniaste, seda happelisemate omadustega see ühend on. Näiteks CrO on aluseline oksiid, kuid CrO₃ on happeline oksiid. Vahepealse oksüdatsiooniastmega ühend (Cr₂O₃) on amfoteersete omadustega.

IIIB rühma metallide võimalikud oksüdatsiooniastmed:

Rohelisega on märgitud elemendi tüüpilised oksüdatsiooniastmed

Enamus B-rühma metalle on raskmetallid (suure tihedusega) ning erinevad seega A rühma metallidest, mis on enamasti kergmetallid. Erandiks on skandium ja titaan, mis on kergmetallid. Titaani kasutatakse tema kerguse ja tugevuse tõttu laeva ja lennukitööstuses. Titaan on alumiiniumist ainult poolteist korda raskem, kuid on mitmeid kordi vastupidavam ja tugevam kui duralumiinium.

Füüsikalised omadused

Enamus tuntumaid ja rohkem kasutust leidvaid B-rühma metalle asub neljandas perioodis, seetõttu on ära toodud nende metallide füüsikalised omadused.

Raua triaad – Fe, Co, Ni

Raua triaadi kuuluvad raud, koobalt ja nikkel. Ühise nimetusega kutsutakse neid seetõttu, et neil on sarnased omadused. Raud on looduses üks levinumaid elemente, maakoores on ta levikult neljandal kohal. Rauda leidub loodses maakidena ning tähtsamad maagid on punane ja pruun rauamaak (Fe₂O₃), magnetiit (Fe₃O₄) ning püriit (FeS₂). Lihtainena leidub maal ainult meteoriitset rauda. Nikkel ja koobalt leiduvad maakoores peamiselt sulfiididena.

Püriit meenutab oma välimuselt kulda, mistõttu nimetatakse teda ka kassikullaks

Inimorganismis on raud väga vajalik, kuna ta täidab hemoglobiini koostises hapniku transportija rolli.

Hemoglobiini molekul

Kõik rauatriaadi metallid on magnetiliste omadustega, mis on omane ainult väga üksikutele metallidele. Seetõttu kasutatakse ka nende ühist sulamit püsimagnetite valmistamisel.

Rauapuru tõmbumine magneti külge

Puhas raud on plastiline ja kergesti töödeldav, mistõttu enamasti kasutatakse karastatud rauda või raua sulameid (teras, malm). Õhu hapniku toimel raud oksüdeerud ning ta kattub rauarooste kihiga.

Raua triaadi metallide peamised keemilised omadused on toodud ära raua näitel.

3Fe + 2O₂ = Fe3O₄

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

Fe + S = FeS

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

Raud kontsentreeritud väävelhappega ja lämmastikhappega toatemperatuuril ei reageeri – passiveerub nende toimel. Seetõttu saabki kasutada nende hapete transportimiseks raudtsisterne. Kuumutamisel raud kontsentreeritud väävelhappe ja lämmastikhappega reageerib – reaktsiooni käigus vesinikku ei teki, kuna need happed on tugevad oksüdeerijad.

2Fe + 6H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Kontsentreeritud väävelhapet saab transportida rauast tsisternides

Raudioonide tõestamiseks kasutatakse kollast veresoola (K₄[Fe(CN)₆]) ja punast veresoola (K₃[Fe(CN)₆]). Kollast veresoola kasutatakse Fe³⁺ iooonide tõestamiseks ning punast veresoola Fe²⁺ ioonide tõestamiseks. Mõlema reaktsiooni tulemusena tekib sinine lahus.

3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[Fe(CN)₆]₂^¯

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4- = Fe₄[Fe(CN)₆]₃^¯

Raud(III)ioonide tõestamiseks kasutatakse ka tiotsüanaatioone (SCN^–). Tiotsüanaatioonid on Fe3+ suhtes väga tundlikud, isegi väga väikese kontsentratsiooni juures värvub lahus veripunaseks.

Fe³⁺ + 3SCN^– = Fe(SCN)₃

Koobalt ja nikkel erinevad rauast selle poolest, et nad on õhuhapniku suhtes püsivad ning nende pinnale ei teki oksiidi kihti. Koobaltit ja niklit kasutatakse peamiselt lisandina erinevate sulamite valmistamiseks.

Tähtsamad ühendid on raudvitriol (FeSO₄·7H₂O), mida kasutatakse taimekaitsevahendina ning puitdetailide töötlemiseks. Koobaltkloriidi kristallhüdraadid on huvitavad ühendid, kuna selle värvus sõltub sellest, mitu kristallvett on koobaltkloriid endaga sidunud – CoCl₂ on sinine ning CoCl₂·6H₂O on lillakas.

Koobaltkloriidi kristallhüdraadi värvus sõltub sellest, kui paju vett ta on endaga sidunud

Vask – Cu

Vask erineb teistest metallidest selle poolest, et ta on punaka värvusega väheaktiivne metall. Looduses esineb vask peamiselt sulfiididena, millest särdamise ja söega redutseerimisel toodetakse puhast vaske. Ülipuhast vaske saab toota vase soolade elektrolüüsil.

Cu₂S + 2O₂ = 2CuO + SO₂

2CuO + C = 2Cu + CO₂

Kõige hinnatum vase mineraal on malahhiit – Cu₂[(OH)₂CO₃] – rohelise värvusega vääriskivi, millest valmistatakse ehteid.

Malahiit on ilusa rohelise värvusega kivim

Vask on väga hea elektri- ja soojusjuht, mistõttu kasutatakse teda elektrijuhtmete valmistamiseks. Vask ja tema sulamid on hästi töödeldavad ning neid kasutatakse skulptuuride valmistamisel.

Keemiliselt on vask väheaktiivne metall. Kuivas õhus vask hapnikuga ei reageeri, kuid niiskes õhus reageerib vask õhus oleva süsihappegaasi ja hapnikuga ning vask kattub roheka paatinakihiga.

2Cu + CO₂ + O₂ + H₂O = Cu₂(OH)₂CO₃

Paatinakihiga kattunud vabadussammas New Yorgis

Kuumutamisel vask reageerib hapnikuga, moodustades kas musta värvusega vask(II)oksiidi, või punaka värvusega vask(I)oksiidi

2Cu + O₂ = 2CuO

4Cu + O₂ = 2Cu₂O

Kuna vask asub metallide pingereas vesinikust paremal, siis lahjendatud hapetega ta ei reageeri, kuid reageerib lämmastikhappega ning kontsentreeritud väävelhappega. Nendes reaktsioonides vesinikku ei teki, kuna need happed on tugevad oksüdeerijad ning saadusena tekib vase sool ning väävli või lämmastiku ühendid.

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂­ + 2H₂O

Üks kõige tuntumaid vaseühendeid on vaskvitriol (CuSO₄·5H₂O), mida kastutakse taimekaitsevahendina. Samuti kasutatakse vaskvitrioli lahust galvanosteegias esemete vasega katmisel.

Vaskvitrioli kristallid on ilusat sinist värvi

Tsink – Zn

Looduses leidub tsinki peamiselt sulfiidina (ZnS), mille särdamisel ja redutseerimisel toodetakse puhast tsinki.

ZnS + O₂ = ZnO + SO₂

2ZnO + C = 2Zn + CO₂

Tsink on hõbevalge keskmise kõvadusega metall, mis on mõõdukatel temperatuuridel hästi töödeldav. Tsink on keskmise aktiivsusega metall, mis õhu käes kattub tiheda oksiidi kihiga, mis kaitseb metalli edasise oksüdeerumise eest.

Oksiidikihiga kattunud tsingi graanulid

Tsink on amfoteerne metall, mis tähendab seda, et tsink reageerib nii hapete kui alustega. Tsinki keemilised omadused on reaktsioonide näitel toodud allpool.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Zn + 2KOH + 2H₂O = K₂[Zn(OH)₄] + H₂

Zn + S = ZnS

Zn + Cl₂ = ZnCl₂

2Zn + O₂ = 2ZnO

Tsinki kasutatakse peamiselt teras ja malm esemete tsingiga katmiseks. Tsingiga katmine annab terasele ja malmile korrosioonikindluse isegi siis, kui tsingi pind on kahjustatud, kuna aktiivsema metalliga kokkupuutes korrodeerub kõigepealt tsink, mis kaitseb rauda korrodeerumise eest. Palju kulub tsinki ka mitmete sulamite valmistamiseks – messing, uushõbe jt.

Messingist valmistatud kuju

Lisainfo