Pierwiastki w układzie okresowym są często podzielone na cztery kategorie: pierwiastki z grupy głównej, metale przejściowe, lantanowce i aktynowce. Główne elementy grupy obejmują metale aktywne w dwóch kolumnach skrajnie po lewej stronie układu okresowego oraz metale, półmetale i niemetale w sześciu kolumnach skrajnie po prawej. Te metale przejściowe to pierwiastki metaliczne, które działają jak rodzaj pomostu lub przejścia między częściami boków układu okresowego.
Co to jest
Spośród wszystkich grup pierwiastków chemicznych, metale przejściowe mogą być najtrudniejsze do zidentyfikowania, ponieważ istnieją różne opinie co do tego, co należy uwzględnić. Zgodnie z jedną z definicji obejmują one wszelkie substancje z częściowo wypełnioną podpowłoką d-elektronową (mieszkańca). Ten opis dotyczy grup 3 do12. w układzie okresowym, chociaż pierwiastki z bloku f (lantanowce i aktynowce poniżej masy układu okresowego) są również metalami przejściowymi.
Ich nazwa pochodzi od angielskiego chemika Charlesa Bury, który używał go w 1921 roku.
Umieść w układzie okresowym
Metale przejściowe to wszystkie serie znajdujące się w grupach od IB do VIIIB układu okresowego:
- od 21 (skandium) do 29 (miedź);
- od 39 (itru) do 47 (srebro);
- od 57 (lantan) do 79 (złoto);
- od 89 (aktyn) do 112 (Kopernik).
Ostatnia grupa obejmuje lantanowce i aktynowce (tzw. pierwiastki f, które są ich specjalną grupą, cała reszta to pierwiastki d).
Lista metali przejściowych
Lista tych elementów jest prezentowana:
- skandium;
- tytan;
- wanad;
- chrome;
- mangan;
- żelazko;
- kob alt;
- nikiel;
- miedź;
- cynk;
- itr;
- cyrkon;
- niob;
- molibden;
- technet;
- ruten;
- rod;
- pallad;
- srebrny;
- kadm;
- hafn;
- tantal;
- wolfram;
- ren;
- osm;
- iryd;
- platyna;
- złoty;
- rtęć;
- rezerfodium;
- dubnium;
- seaborgium;
- borium;
- Hassiem;
- meitnerium;
- Darmstadt;
- RTG;
- unbiem.
Grupa lantanowców jest reprezentowana przez:
- lantan;
- cer;
- prazeodym;
- neodym;
- promet;
- samarium;
- Europia;
- gadolin;
- terb;
- dysproz;
- holm;
- erb;
- tul;
- ytterb;
- lutet.
aktynowce są reprezentowane przez:
- aktyn;
- tor;
- protaktyn;
- uran;
- neptun;
- pluton;
- ameryk;
- kurium;
- berkel;
- kaliforn;
- einsteinium;
- fermiem;
- mendelevium;
- nobel;
- lawrencium.
Funkcje
W procesie tworzenia związków atomy metali mogą być używane jako s- i p-elektrony walencyjne, a także d-elektrony. Dlatego elementy d w większości przypadków charakteryzują się zmienną walencją, w przeciwieństwie do elementów głównych podgrup. Ta właściwość określa ich zdolność do tworzenia złożonych związków.
Obecność pewnych właściwości określa nazwy tych elementów. Wszystkie metale przejściowe z tej serii są stałe o wysokich temperaturach topnienia i wrzenia. W miarę przesuwania się od lewej do prawej w układzie okresowym pierwiastków pięć orbitali d staje się bardziej wypełnionych. Ich elektrony są słabo związane, co przyczynia się do wysokiej przewodności elektrycznej i podatności.elementy przejściowe. Mają też niską energię jonizacji (wymaganą, gdy elektron oddala się od wolnego atomu).
Właściwości chemiczne
Metale przejściowe wykazują szeroki zakres stanów utlenienia lub postaci naładowanych dodatnio. Z kolei pozwalają pierwiastkom przejściowym tworzyć wiele różnych związków jonowych i częściowo jonowych. Powstawanie kompleksów prowadzi do rozszczepienia orbitali d na dwa podpoziomy energetyczne, co pozwala wielu z nich pochłaniać określone częstotliwości światła. W ten sposób powstają charakterystyczne kolorowe roztwory i związki. Reakcje te czasami wzmacniają stosunkowo niską rozpuszczalność niektórych związków.
Metale przejściowe charakteryzują się wysoką przewodnością elektryczną i cieplną. Są plastyczne. Zwykle tworzą związki paramagnetyczne z powodu niesparowanych d-elektronów. Mają również wysoką aktywność katalityczną.
Należy również zauważyć, że istnieją pewne kontrowersje dotyczące klasyfikacji pierwiastków na granicy między grupą główną a pierwiastkami metali przejściowych po prawej stronie tabeli. Te pierwiastki to cynk (Zn), kadm (Cd) i rtęć (Hg).
Problemy z systematyzacją
Kontrowersje dotyczące tego, czy klasyfikować je jako metale z grupy głównej, czy jako metale przejściowe, sugerują, że różnice między tymi kategoriami nie są jasne. Są między nimi pewne podobieństwa: wyglądają jak metale, są plastyczne iplastikowe, przewodzą ciepło i elektryczność oraz tworzą jony dodatnie. Fakt, że dwa najlepsze przewodniki elektryczności to metal przejściowy (miedź) i element grupy głównej (aluminium) pokazuje, w jakim stopniu właściwości fizyczne elementów obu grup pokrywają się.
Cechy porównawcze
Istnieją również różnice między metalami podstawowymi i przejściowymi. Na przykład ci ostatni są bardziej elektroujemni niż przedstawiciele głównej grupy. Dlatego są bardziej skłonni do tworzenia wiązań kowalencyjnych.
Kolejną różnicę między metalami z grupy głównej a metalami przejściowymi można zauważyć we wzorach związków, które tworzą. Te pierwsze mają tendencję do tworzenia soli (takich jak NaCl, Mg 3 N 2 i CaS), w których tylko jony ujemne są wystarczające do zrównoważenia ładunku jonów dodatnich. Metale przejściowe tworzą analogiczne związki, takie jak FeCl3, HgI2 lub Cd (OH)2. Jednak częściej niż metale z grupy głównej tworzą kompleksy, takie jak FeCl4-, HgI42- i Cd(OH)42-, mające nadmiar jonów ujemnych.
Kolejną różnicą między grupą główną a jonami metali przejściowych jest łatwość, z jaką tworzą stabilne związki z obojętnymi cząsteczkami, takimi jak woda lub amoniak.
