Ποιες είναι οι γενικές ιδιότητες των μεταβατικών μετάλλων;
1. Ηλεκτρονική διαμόρφωση:
-Βρίσκονται σε ομάδες 3-12 του περιοδικού πίνακα, μεταξύ των στοιχείων S-block και p-block.
- Το καθοριστικό χαρακτηριστικό τους είναι η παρουσία μερικώς γεμισμένων D τροχιακών στα άτομα τους. Αυτό είναι όπου παίρνουν το όνομά τους, όπως οι διαμορφώσεις ηλεκτρονίων τους "μετάβαση" μεταξύ των γεμιστών τροχιακών D της προηγούμενης ομάδας και των γεμάτων τροχιακών της επόμενης ομάδας.
- Έχουν μεταβλητό αριθμό ηλεκτρόνων σθένους, τα οποία μπορούν να εμπλακούν στη συγκόλληση. Αυτό τους επιτρέπει να σχηματίζουν πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης, συμβάλλοντας στη διαφορετική χημική τους συμπεριφορά.
2. Φυσικές ιδιότητες:
- υψηλά σημεία τήξης και βρασμού: Λόγω της ισχυρής μεταλλικής σύνδεσης, τα μεταβατικά μέταλλα είναι γενικά σκληρά και πυκνά με υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.
- καλοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας: Τα ηλεκτρόνια τους συμβάλλουν στην εξαιρετική αγωγιμότητα τους.
- Απαγορεύεται η εμφάνιση: Τα περισσότερα μεταβατικά μέταλλα έχουν μια λαμπερή μεταλλική λάμψη.
- ευελιξία και ολκιμότητα: Πολλοί είναι εύπλαστες (μπορούν να σφυρηλατηθούν σε λεπτές φύλλα) και σε όρμο (μπορούν να τραβηχτούν σε καλώδια).
3. Χημικές ιδιότητες:
- Μεταβλητικές καταστάσεις οξείδωσης: Όπως αναφέρθηκε, μπορούν να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης, με αποτέλεσμα μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων.
- σχηματίζουν έγχρωμες ενώσεις: Πολλές ενώσεις μετάβασης μετάλλων είναι χρωματισμένες λόγω των μεταβάσεων D-D που εμφανίζονται όταν τα ηλεκτρόνια απορροφούν και εκπέμπουν φως. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο βλέπουμε μια ποικιλία χρωμάτων σε πολύτιμους λίθους και άλλα υλικά.
- Καταλυτική δραστηριότητα: Είναι συχνά εξαιρετικοί καταλύτες λόγω της ικανότητάς τους να αλλάζουν εύκολα τις καταστάσεις οξείδωσης, διευκολύνοντας τις χημικές αντιδράσεις.
- σχηματίζουν σύνθετα ιόντα: Η ικανότητά τους να σχηματίζουν συντεταγμένες ομοιοπολικούς δεσμούς με συνδετήρες (δωρητές ζεύγους ηλεκτρονίων) οδηγούν στο σχηματισμό σύνθετων ιόντων.
- ParamagNetism: Πολλά μετά τα μεταβατικά μέταλλα παρουσιάζουν παραμαγνητισμό, που σημαίνει ότι είναι ασθενώς ελκυστικά από μαγνητικά πεδία λόγω μη ζευγαρωμένων ηλεκτρόνων στα τροχιακά τους. Μερικοί, όπως ο σίδηρος, το κοβάλτιο και το νικέλιο, είναι σιδηρομαγνητικές, που σημαίνει ότι διατηρούν τη μαγνητισμό τους ακόμη και μετά την αφαίρεση του μαγνητικού πεδίου.
4. Εφαρμογές:
- μέταλλα και κράματα: Χρησιμοποιείται στην κατασκευή, τα μηχανήματα, τα ηλεκτρονικά και πολλά άλλα.
- Καταλύτες: Χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, όπως η παραγωγή βενζίνης, πλαστικών και φαρμακευτικών προϊόντων.
- χρωστικές και βαφές: Χρησιμοποιείται σε χρώματα, μελάνια και κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα.
- πολύτιμοι λίθοι: Πολλά μεταβατικά μέταλλα είναι υπεύθυνα για τα ζωντανά χρώματα των πολύτιμων λίθων.
- βιομόρια: Τα μεταβατικά μέταλλα όπως ο σιδήρου και ο χαλκός παίζουν ζωτικούς ρόλους σε βιολογικά συστήματα.
Παραδείγματα:
- IRON (FE): Χρησιμοποιείται σε χάλυβα και άλλα κράματα, καθώς και στο αίμα για μεταφορά οξυγόνου.
- Χαλκός (Cu): Χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική καλωδίωση, τις υδραυλικές εγκαταστάσεις και τα νομίσματα.
- νικέλιο (ni): Χρησιμοποιείται σε μπαταρίες, νομίσματα και κράματα.
- χρυσό (AU): Χρησιμοποιείται σε κοσμήματα, ηλεκτρονικά και οδοντιατρική.
- Titanium (Ti): Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αεροδιαστημικής και ιατρικά εμφυτεύματα.
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι υπάρχουν εξαιρέσεις από αυτές τις γενικές ιδιότητες. Ορισμένα μεταβατικά μέταλλα μπορεί να είναι λιγότερο αντιδραστικά από άλλα ή να έχουν διαφορετικά χρώματα ή σημεία τήξης. Οι συγκεκριμένες ιδιότητες κάθε μεταβατικού μετάλλου επηρεάζονται από την ηλεκτρονική διαμόρφωση και άλλους παράγοντες.
