Jaksollisen taulukon alkuaineet jaetaan usein neljään luokkaan: pääryhmän alkuaineet, siirtymämetallit, lantanidit ja aktinidit. Ryhmän pääelementtejä ovat aktiiviset metallit kahdessa sarakkeessa jaksollisen järjestelmän vasemmalla puolella ja metallit, puolimetallit ja epämetallit kuudessa sarakkeessa äärioikealla. Nämä siirtymämetallit ovat metallisia elementtejä, jotka toimivat eräänlaisena siltana tai siirtymänä jaksollisen järjestelmän sivujen osien välillä.
Mikä tämä on
Kaikista kemiallisista alkuaineryhmistä siirtymämetallit voivat olla vaikeimpia tunnistaa, koska on erilaisia mielipiteitä siitä, mitä tarkalleen pitäisi sisällyttää. Yhden määritelmän mukaan ne sisältävät kaikki aineet, joilla on osittain täytetty d-elektroni-alakuori (asukas). Tämä kuvaus koskee ryhmiä 3 -12. jaksollisessa taulukossa, vaikka f-lohkoelementit (jaksollisen järjestelmän pääosan alapuolella olevat lantanidit ja aktinidit) ovat myös siirtymämetalleja.
Heidän nimensä tulee englantilaiselta kemistiltä Charles Burystä, joka käytti sitä vuonna 1921.
Sijainti jaksollisessa taulukossa
Siirtymämetallit ovat kaikki sarjat, jotka sijaitsevat jaksollisen taulukon ryhmissä IB:stä VIIIB:hen:
- 21. (skandium) 29. (kupari);
- 39. (yttrium) 47. (hopea);
- 57. (lantaani) 79. (kulta);
- 89:stä (aktinium) 112:een (Copernicus).
Viimeiseen ryhmään kuuluvat lantanidit ja aktinidit (ns. f-alkuaineet, jotka ovat niiden erikoisryhmä, kaikki loput ovat d-alkuaineita).
Siirtymämetalliluettelo
Näiden elementtien luettelo esitetään:
- scandium;
- titaani;
- vanadium;
- kromi;
- mangaani;
- rauta;
- koboltti;
- nikkeli;
- kupari;
- sinkki;
- yttrium;
- zirkonium;
- niobium;
- molybdeeni;
- teknetium;
- ruteeni;
- rodium;
- palladium;
- hopea;
- kadmium;
- hafnium;
- tantaali;
- volframi;
- renium;
- osmium;
- iridium;
- platina;
- kulta;
- elohopea;
- reserfodium;
- dubnium;
- seaborgium;
- borium;
- Hassiem;
- meitnerium;
- Darmstadt;
- röntgen;
- ununbiem.
Lantanidiryhmää edustavat:
- lantaani;
- cerium;
- praseodyymi;
- neodyymi;
- promethium;
- samarium;
- europium;
- gadolinium;
- terbium;
- dysprosium;
- holmium;
- erbium;
- thulium;
- ytterbium;
- lutetium.
Aktinideja edustavat:
- actinium;
- torium;
- protactinium;
- uraani;
- neptunium;
- plutonium;
- americium;
- curium;
- berkelium;
- californium;
- einsteium;
- fermiem;
- mendelevium;
- nobel;
- lakioikeus.
Ominaisuudet
Yhdisteiden muodostumisprosessissa metalliatomeja voidaan käyttää valenssis- ja p-elektroneina sekä d-elektroneina. Siksi d-elementeille on useimmissa tapauksissa ominaista muuttuva valenssi, toisin kuin pääalaryhmien elementeillä. Tämä ominaisuus määrää niiden kyvyn muodostaa monimutkaisia yhdisteitä.
Tiettyjen ominaisuuksien olemassaolo määrittää näiden elementtien nimet. Kaikki sarjan siirtymämetallit ovat kiinteitä, ja niillä on korkea sulamis- ja kiehumispiste. Kun siirryt vasemm alta oikealle jaksollisen taulukon poikki, viisi d-orbitaalia täyttyvät. Niiden elektronit ovat heikosti sitoutuneita, mikä edistää korkeaa sähkönjohtavuutta ja noudattamista.siirtymäelementit. Niillä on myös alhainen ionisaatioenergia (tarvitaan, kun elektroni siirtyy pois vapaasta atomista).
Kemialliset ominaisuudet
Siirtymämetalleilla on laaja valikoima hapetustiloja tai positiivisesti varautuneita muotoja. Ne puolestaan sallivat siirtymäelementtien muodostaa monia erilaisia ionisia ja osittain ionisia yhdisteitä. Kompleksien muodostuminen johtaa d-orbitaalien jakaantumiseen kahteen energia-alatasoon, mikä mahdollistaa useiden niistä absorboivan tiettyjä valon taajuuksia. Siten muodostuu tyypillisiä värillisiä liuoksia ja yhdisteitä. Nämä reaktiot joskus parantavat tiettyjen yhdisteiden suhteellisen alhaista liukoisuutta.
Siirtymämetalleille on ominaista korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Ne ovat muokattavia. Muodostavat yleensä paramagneettisia yhdisteitä parittomia d-elektroneja johtuen. Niillä on myös korkea katalyyttinen aktiivisuus.
On myös huomattava, että elementtien luokittelusta pääryhmän ja siirtymämetallielementtien rajalla taulukon oikealla puolella on jonkin verran kiistaa. Näitä alkuaineita ovat sinkki (Zn), kadmium (Cd) ja elohopea (Hg).
Systematisointiongelmat
Kiista siitä, luokitellaanko ne pääryhmä- vai siirtymämetalleiksi, viittaa siihen, että näiden luokkien välinen ero ei ole selvä. Niiden välillä on tiettyjä yhtäläisyyksiä: ne näyttävät metalleista, ne ovat muokattavia jamuovia, ne johtavat lämpöä ja sähköä ja muodostavat positiivisia ioneja. Se, että kaksi parasta sähkönjohdinta ovat siirtymämetalli (kupari) ja pääryhmän alkuaine (alumiini), osoittaa, missä määrin näiden kahden ryhmän elementtien fysikaaliset ominaisuudet menevät päällekkäin.
Vertailevat ominaisuudet
Perus- ja siirtymämetallien välillä on myös eroja. Esimerkiksi viimeksi mainitut ovat elektronegatiivisempia kuin pääryhmän edustajat. Siksi ne muodostavat todennäköisemmin kovalenttisia sidoksia.
Toinen ero pääryhmän metallien ja siirtymämetallien välillä näkyy niiden muodostamien yhdisteiden kaavoissa. Ensin mainituilla on taipumus muodostaa suoloja (kuten NaCl, Mg 3 N 2 ja CaS), joissa vain negatiiviset ionit riittävät tasapainottamaan positiivisten ionien varauksen. Siirtymämetallit muodostavat analogisia yhdisteitä, kuten FeCl3, HgI2 tai Cd (OH)2. Ne muodostavat kuitenkin useammin kuin pääryhmän metallit komplekseja, kuten FeCl4-, HgI42- ja Cd (OH)42-, joilla on ylimäärä negatiivisia ioneja.
Toinen ero pääryhmän ja siirtymämetalli-ionien välillä on helppous, jolla ne muodostavat stabiileja yhdisteitä neutraalien molekyylien, kuten veden tai ammoniakin, kanssa.
