Μιγαδική Τάση Σχηματισμού Στοιχείων D Block

Τα στοιχεία των ομάδων 3-12 τοποθετούνται στον περιοδικό πίνακα, στο τμήμα  D-Block, όπου τα τροχιακά D γεμίζουν τελικά σε καθεμία από τις τέσσερις μεγάλες περιόδους.

Στο κεντρικό τμήμα του περιοδικού πίνακα, το D-Block πλαισιώνεται από τα μπλοκ s και p. Στα στοιχεία του D-Block αποδίδεται ο όρος «μετάβαση» λόγω της θέσης τους μεταξύ των στοιχείων s- και p-Block. Όταν τα τροχιακά D του προτελευταίου ενεργειακού επιπέδου στα άτομά τους απορροφούν ηλεκτρόνια, παράγονται τα μέταλλα μετάπτωσης τρεις σειρές, 3d, 4d και 5d. Η έκτη σειρά του 6d είναι ακόμα ημιτελής.

Γενικές ιδιότητες των στοιχείων D-Block

Τα στοιχεία D-Block περιέχουν μεταλλικές ιδιότητες όπως υψηλή αντοχή εφελκυσμού, ολκιμότητα, ολκιμότητα, υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα και μεταλλική λάμψη. Εκτός από Zn, Cd, Hg και Mn, όλα έχουν μία ή περισσότερες συμβατικές μεταλλικές κατασκευές σε θερμοκρασία δωματίου.

Με εξαίρεση τον Zn, το Cd και το Hg, τα μέταλλα μετάπτωσης (στοιχεία μπλοκ D) είναι πολύ σκληρά και όχι πτητικά. Διαθέτουν εξαιρετικά υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.

Οι υψηλές θερμοκρασίες τήξης αυτών των μετάλλων είναι υπεύθυνες για τη συμμετοχή περισσότερων (n-1)d ηλεκτρονίων επιπλέον των ηλεκτρονίων ns στον διατομικό μεταλλικό δεσμό.

Παραλλαγή ατομικού και ιοντικού μεγέθους σε στοιχεία D-Block

Γενικά, όσο αυξάνεται ο ατομικός αριθμός, μειώνεται η ακτίνα των ιόντων με το ίδιο φορτίο σε μια σειρά. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε φορά που το πυρηνικό φορτίο αυξάνεται κατά ένα, ένα νέο ηλεκτρόνιο εισέρχεται σε ένα τροχιακό D. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι το φαινόμενο ηλεκτρονικής θωράκισης των στοιχείων D-Block δεν είναι πολύ ισχυρό. Επομένως, η καθαρή ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ του πυρηνικού φορτίου και των εξώτατων ηλεκτρονίων αυξάνεται με τη μείωση της ιοντικής ακτίνας.

Οι ατομικές ακτίνες μιας δεδομένης σειράς ακολουθούν το ίδιο μοτίβο. Σε μια σειρά, ωστόσο, η διακύμανση είναι αρκετά ελάχιστη.

Σχηματισμός σύνθετων ενώσεων

Τα μεταλλικά ιόντα συνδέονται με ένα πλήθος ανιόντων ή ουδέτερων μορίων σε πολύπλοκες ενώσεις, με αποτέλεσμα πολύπλοκα είδη με διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Τα μέταλλα μεταπτώσεως σχηματίζουν μεγάλο αριθμό πολύπλοκων ενώσεων. Η διαθεσιμότητα τροχιακών D για σχηματισμό δεσμού οφείλεται στο μικρότερο μέγεθος, το υψηλό ιοντικό φορτίο και τη διαθεσιμότητα κενών τροχιακών D μεταλλικών ιόντων.

Μαγνητικές ιδιότητες

Όταν εφαρμόζεται μαγνητικό πεδίο σε μια ουσία, οι πιο κοινές μαγνητικές συμπεριφορές είναι ο διαμαγνητισμός και ο παραμαγνητισμός.

Το εφαρμοζόμενο πεδίο απωθεί διαμαγνητικές ουσίες ενώ έλκει παραμαγνητικές ουσίες. Σιδηρομαγνητικές ουσίες είναι εκείνες που έλκονται έντονα η μία από την άλλη. Στην πραγματικότητα, ο σιδηρομαγνητισμός είναι ένας τύπος παραμαγνητισμού στην πιο ακραία του μορφή. Πολλά ιόντα μετάλλων μετάπτωσης έχουν παραμαγνητικές ιδιότητες.

Η παρουσία μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων οδηγεί στον παραμαγνητισμό, όπου κάθε ηλεκτρόνιο έχει μια μαγνητική ροπή που σχετίζεται με τη γωνιακή ορμή σπιν και την τροχιακή γωνιακή ορμή. Η συμβολή της τροχιακής γωνιακής ορμής σβήνει αποτελεσματικά στις ενώσεις της πρώτης σειράς μετάλλων μετάπτωσης και επομένως δεν έχει καμία επίδραση. Ο αριθμός των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων καθορίζει τη μαγνητική ροπή, η οποία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο "μόνο σπιν": 

Γράφεται μαθηματικά ως:=n(n+2)

Εδώ, το n αντιπροσωπεύει τον αριθμό των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων και το m αντιπροσωπεύει τη μαγνητική ροπή σε μονάδες μαγνητονίου Bohr (BM).

Η μαγνητική ροπή αυξάνεται καθώς αυξάνεται ο αριθμός των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, η παρατηρούμενη μαγνητική ροπή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση του αριθμού των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων σε ένα άτομο, μόριο ή ιόν.

Συμπέρασμα

Το D-Block, το οποίο περιλαμβάνει τις Ομάδες 3-12, καταλαμβάνει την πλειοψηφία του μεσαίου τμήματος του περιοδικού πίνακα. Τα εσωτερικά D-Trbitals αυτών των στοιχείων γεμίζουν σταδιακά. Τα τροχιακά 4F και 5F συμπληρώνονται σταδιακά στα στοιχεία του F-Block, το οποίο βρίσκεται στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα.

Τα μέταλλα μεταπτώσεως μπορούν να βρεθούν σε ένα ευρύ φάσμα πολύπλοκων ενώσεων. Το μικρότερο μέγεθος μεταλλικών ιόντων, το υψηλό ιοντικό φορτίο και η διαθεσιμότητα κενών τροχιακών D συμβάλλουν στη χρήση των τροχιακών D για το σχηματισμό δεσμών.