מתכת מעבר: מאפיינים ורשימה

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

אלמנטים בטבלה המחזורית מחולקים לרוב לארבע קטגוריות: יסודות הקבוצה העיקרית, מתכות מעבר, לנתאנידים ואקטינידים. המרכיבים העיקריים של הקבוצה כוללים מתכות פעילות בשתי עמודות בקצה השמאלי של הטבלה המחזורית ומתכות, מתכות למחצה ולא מתכות בשישה עמודות בקצה הימני. מתכות מעבר אלו הן יסודות מתכתיים הפועלים כמעין גשר או מעבר בין חלקי צלעות הטבלה המחזורית.

מה זה

מכל קבוצות היסודות הכימיים, מתכות המעבר יכולות להיות הקשות ביותר לזיהוי מכיוון שיש דעות שונות לגבי מה בדיוק צריך לכלול. על פי אחת ההגדרות, הם כוללים כל חומר בעל תת מעטפת ד-אלקטרון מלאה חלקית (תושב). תיאור זה חל על קבוצות 3 עדמקום 12 בטבלה המחזורית, אם כי היסודות של בלוק f (הלנתאנידים והאקטינידים מתחת לחלק הארי של הטבלה המחזורית) הם גם מתכות מעבר.

שם שלהם מגיע מהכימאי האנגלי צ'ארלס בורי, שהשתמש בו ב-1921.

מקם בטבלה המחזורית

מתכות מעבר הן כולן סדרות הממוקמות בקבוצות מ-IB עד VIIIB של הטבלה המחזורית:

• מ-21 (סקנדיום) עד 29 (נחושת);
• מ-39th (yttrium) to 47th (כסף);
• מ-57th (lanthanum) עד 79th (זהב);
• מ-89 (אקטיניום) עד 112 (קופרניקוס).

הקבוצה האחרונה כוללת את הלנתאנידים והאקטינידים (מה שנקרא יסודות f, שהם הקבוצה המיוחדת שלהם, כל השאר הם יסודות D).

רשימת מתכות מעבר

הרשימה של הרכיבים האלה מוצגת:

• scandium;
• titanium;
• vanadium;
• chrome;
• manganese;
• ברזל;
• קובלט;
• ניקל;
• copper;
• zinc;
• yttrium;
• זירקוניום;
• niobium;
• מוליבדן;
• technetium;
• רותניום;
• rhodium;
• פלדיום;
• silver;
• cadmium;
• hafnium;
• tantalum;
• טונגסטן;
• rhenium;
• osmium;
• iridium;
• platinum;
• gold;
• mercury;
• reserfodium;
• dubnium;
• seaborgium;
• borium;
• Hassiem;
• meitnerium;
• Darmstadt;
• רנטגן;
• ununbiem.

קבוצת lanthanide מיוצגת על ידי:

• lanthanum;
• cerium;
• praseodymium;
• neodymium;
• promethium;
• samarium;
• europium;
• gadolinium;
• terbium;
• dysprosium;
• holmium;
• erbium;
• thulium;
• ytterbium;
• lutetium.

Actinides מיוצגים על ידי:

• actinium;
• thorium;
• protactinium;
• uranium;
• neptunium;
• פלוטוניום;
• americium;
• curium;
• berkelium;
• californium;
• einsteinium;
• fermiem;
• mendelevium;
• nobel;
• lawrencium.

תכונות

בתהליך היווצרות של תרכובות, אטומי מתכת יכולים לשמש כאלקטרונים ערכיים s-ו-p, כמו גם d-אלקטרונים. לכן, רכיבי d ברוב המקרים מאופיינים בערכיות משתנה, בניגוד לאלמנטים של תת הקבוצות העיקריות. מאפיין זה קובע את יכולתם ליצור תרכובות מורכבות.

הנוכחות של מאפיינים מסוימים קובעת את השם של אלמנטים אלה. כל מתכות המעבר של הסדרה מוצקות עם נקודות התכה ורתיחה גבוהות. ככל שאתה עובר משמאל לימין על פני הטבלה המחזורית, חמשת אורביטלי ה-D מתמלאים יותר. האלקטרונים שלהם קשורים בצורה חלשה, מה שתורם למוליכות ועמידה חשמלית גבוהה.מרכיבי מעבר. יש להם גם אנרגיית יינון נמוכה (נדרשת כאשר אלקטרון מתרחק מאטום חופשי).

מאפיינים כימיים

מתכות מעבר מציגות מגוון רחב של מצבי חמצון או צורות טעונות חיוביות. בתורם, הם מאפשרים ליסודות מעבר ליצור תרכובות יוניות רבות ושונות. היווצרות קומפלקסים מובילה לפיצול של ד-אורביטלים לשתי תת-רמות אנרגיה, מה שמאפשר לרבים מהם לספוג תדרים מסוימים של אור. כך נוצרות תמיסות ותרכובות צבעוניות אופייניות. תגובות אלו משפרות לפעמים את המסיסות הנמוכה יחסית של תרכובות מסוימות.

מתכות מעבר מאופיינות במוליכות חשמלית ותרמית גבוהה. הם ניתנים לגיבוש. בדרך כלל יוצרים תרכובות פרמגנטיות עקב ד-אלקטרונים לא מזווגים. יש להם גם פעילות קטליטית גבוהה.

יש לציין גם שקיימת מחלוקת מסוימת לגבי סיווג האלמנטים בגבול בין הקבוצה הראשית לבין אלמנטי מתכת מעבר בצד ימין של הטבלה. יסודות אלו הם אבץ (Zn), קדמיום (Cd) וכספית (Hg).

בעיות סיסטמטיזציה

מחלוקת בשאלה האם לסווג אותן כקבוצה עיקרית או מתכות מעבר מעידה על כך שההבחנות בין הקטגוריות הללו אינן ברורות. יש ביניהם קווי דמיון מסוימים: הם נראים כמו מתכות, הם ניתנים לגיבוש ופלסטיק, הם מוליכים חום וחשמל ויוצרים יונים חיוביים. העובדה ששני המוליכים הטובים ביותר של חשמל הם מתכת מעבר (נחושת) ואלמנט קבוצתי ראשי (אלומיניום) מראה את המידה שבה חופפות התכונות הפיזיקליות של היסודות של שתי הקבוצות.

מאפיינים השוואתיים

יש גם הבדלים בין מתכות בסיס ומתכות מעבר. לדוגמה, האחרונים הם אלקטרושליליים יותר מנציגי הקבוצה הראשית. לכן, סביר יותר שהם יוצרים קשרים קוולנטיים.

הבדל נוסף בין מתכות מהקבוצה הראשית למתכות מעבר ניתן לראות בנוסחאות של התרכובות שהן יוצרות. הראשונים נוטים ליצור מלחים (כגון NaCl, Mg 3 N 2 ו-CaS) שבהם מספיקים רק היונים השליליים כדי לאזן את המטען על היונים החיוביים. מתכות מעבר יוצרות תרכובות מקבילות כגון FeCl₃, HgI₂ או Cd (OH)₂. עם זאת, לעתים קרובות יותר ממתכות מהקבוצה הראשית יוצרות קומפלקסים כגון FeCl4-, HgI₄2- ו-Cd (OH)₄2-, לאחר כמות עודפת של יונים שליליים.

הבדל נוסף בין הקבוצה הראשית לבין יוני מתכת המעבר הוא הקלות שבה הם יוצרים תרכובות יציבות עם מולקולות ניטרליות כמו מים או אמוניה.