Μεταβατικά Μέταλλα Ορισμός, Λίστα και Ιδιότητες

Τα μέταλλα μετάπτωσης είναι η μεγαλύτερη ομάδα στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Πήραν το όνομά τους επειδή ο Άγγλος χημικός Charles Bury περιέγραψε μια σειρά μετάβασης στοιχείων το 1921. Ο Bury εξέτασε τη μετάβαση από ένα εσωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων με 8 ηλεκτρόνια σε ένα στρώμα με 18 ηλεκτρόνια και από ένα στρώμα 18 ηλεκτρονίων σε ένα με 32. Σήμερα, οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι αυτά τα στοιχεία μεταβαίνουν από τη μία πλευρά του περιοδικό πίνακα στον άλλο. Προχωρώντας από αριστερά προς τα δεξιά στον περιοδικό πίνακα, προστίθεται ένα ηλεκτρόνιο στο d τροχιακό κάθε ατόμου, μετάβαση από την ομάδα 2 στην ομάδα 13.

Ακολουθεί μια ματιά στους διαφορετικούς τρόπους ορισμού των μετάλλων μετάπτωσης, μια λίστα με τα οποία περιλαμβάνονται στοιχεία και μια σύνοψη των κοινών ιδιοτήτων τους.

Transition Metal Definition

Ο πιο συνηθισμένος ορισμός ενός μετάλλου μετάπτωσης είναι αυτός που δέχεται η IUPAC. Ένα μεταβατικό μέταλλο είναι ένα στοιχείο με μερικώς γεμισμένο d υποκέλυφος ή η ικανότητα παραγωγής κατιόντων με ατελές d υποκέλυφος.

Άλλοι άνθρωποι θεωρούν ότι τα μέταλλα μετάβασης περιλαμβάνουν οποιοδήποτε d -στοιχείο μπλοκ στον περιοδικό πίνακα. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, οι ομάδες 3 έως 12 είναι τα μέταλλα μετάπτωσης και το f -Οι σειρές λανθανιδών και ακτινιδών μπλοκ ονομάζονται «μέταλλα εσωτερικής μετάπτωσης».

Λίστα Μεταβατικών Μεταλλικών Στοιχείων

Χρησιμοποιώντας τον ορισμό της IUPAC, υπάρχουν 40 μέταλλα μετάπτωσης. Αυτοί είναι:

• Ατομικοί αριθμοί 21 (σκάνδιο) έως 30 (ψευδάργυρος)
• Ατομικοί αριθμοί 39 (ύττριο) έως 48 (κάδμιο)
• Ατομικοί αριθμοί 71 (λουτέτιο) έως 80 (υδράργυρος)
• Ατομικοί αριθμοί 103 (lawrencium) έως 112 (copernicium)

Η πλήρης λίστα είναι:

• Σκάνδιο
• Τιτάνιο
• Βανάδιο
• Chromium
• Μαγγάνιο
• Σίδερο
• Κοβάλτιο
• Νίκελο
• Χαλκός
• Ψευδάργυρος
• Ύττριο
• Ζιρκόνιο
• Νιόβιο
• Μολυβδαίνιο
• Τεχνήτιο
• Ρουθήνιο
• Ρόδιο
• Παλλάδιο
• Ασημί
• Κάδμιο
• Λουτέτιο
• Hafnium
• Ταντάλιο
• Βολφράμιο
• Ρήνιο
• Όσμιο
• Ιρίδιο
• Πλατινένιο
• Χρυσό
• Ερμής
• Λαυρένιο
• Rutherfordium
• Dubnium
• Seaborgium
• Βόριο
• Χάσιο
• Meitnerium
• Darmstadtium
• Roentgenium
• Κοπερνίκιο

Τεχνικά, τα στοιχεία ψευδάργυρος, κάδμιο και υδράργυρος (ομάδα 12) θα πρέπει να θεωρούνται ως μέταλλα μετά τη μετάβαση και όχι ως μέταλλα μετάπτωσης, επειδή έχουν πλήρη d διαμόρφωση και κανονικά παράγουν ιόντα που διατηρούν αυτή τη διαμόρφωση. Πειραματικές ενδείξεις ότι ο υδράργυρος συμπεριφέρεται ως μέταλλο μετάπτωσης ελήφθησαν το 2007. Το κοπερνίκιο θα πρέπει πιθανώς να αποκλειστεί στην ίδια βάση, αν και οι ιδιότητες οξείδωσης του δεν έχουν επαληθευτεί πειραματικά. Ωστόσο, οι περισσότεροι άνθρωποι περιλαμβάνουν αυτά τα στοιχεία στη λίστα μετάλλων μετάβασης.

Μερικοί άνθρωποι αποκλείουν το λουτέτιο και το λαυρένιο από τη λίστα. Όμως, το λουτέτιο και το λαυρένιο είναι τεχνικά στοιχεία της ομάδας 3 που ταιριάζουν στο «χώρο» του περιοδικού πίνακα. Υπάρχουν επίσης επιστήμονες και εκπαιδευτικοί που περιλαμβάνουν την πλήρη σειρά λανθανιδών και ακτινιδών ως μέταλλα μετάπτωσης.

Ιδιότητες μετάλλου μετάβασης

Τα μέταλλα μετάπτωσης εμφανίζουν πολλές χαρακτηριστικές ιδιότητες:

• Τα άτομα μεταβατικού μετάλλου έχουν μεταλλικό χαρακτήρα. Με άλλα λόγια, τα άτομα χάνουν εύκολα ηλεκτρόνια.
• Συχνά σχηματίζουν έγχρωμες ενώσεις. Τα χρώματα οφείλονται στο d-d ηλεκτρονικές μεταβάσεις.
• Σχηματίζουν εύκολα σύμπλοκα.
• Εμφανίζουν πολλαπλές θετικές καταστάσεις οξείδωσης. Αυτό οφείλεται στο χαμηλό ενεργειακό χάσμα μεταξύ των καταστάσεων.
• Είναι καλοί καταλύτες.
• Είναι μέταλλα από ασήμι σε θερμοκρασία δωματίου. Εξαιρούνται ο χαλκός και ο χρυσός.
• Είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου. Η εξαίρεση είναι ο υδράργυρος.
• Είναι παραμαγνητικά (έλκονται από ένα μαγνητικό πεδίο). Γενικά, ο παραμαγνητισμός προκύπτει από ασύζευκτα d -ηλεκτρόνια. Τρία σημαντικά στοιχεία σχετικά με τον μαγνητισμό είναι ο σίδηρος, το κοβάλτιο και το νικέλιο. Και τα τρία στοιχεία παράγουν μαγνητικό πεδίο.
• Διαθέτουν μεταλλική λάμψη.
• Έχουν χαμηλές ενέργειες ιονισμού.
• Είναι σκληρά.
• Τα μέταλλα έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού (εκτός από τον υδράργυρο).
• Είναι καλοί ηλεκτρικοί και θερμικοί αγωγοί.
• Σχηματίζουν κράματα.

Αναφορές

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Χημεία των Στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• IUPAC (1997). Σύνοψη Χημικής Ορολογίας , 2η έκδ. (το «Χρυσό Βιβλίο»).
• Jensen, William B. (2003). «Η θέση του ψευδαργύρου, του καδμίου και του υδραργύρου στον περιοδικό πίνακα». Journal of Chemical Education . 80 (8):952–961. doi:10.1021/ed080p952