遷移金属

遷移金属

周期表における遷移金属の位置

周期表における元素は、(1)主なグループ元素、(2)遷移金属、(3)ランタニド、(4)アクチニドの四つのカテゴリに分けられることが多い。 主なグループ要素は、周期表の極端な左の二つの列に活性金属を含み、右端の六つの列に金属、半金属、非金属を含む。 転移のmetalsare橋として役立つか、またはテーブルの両側間の転移、金属要素。, 表の下部にあるランタニドとアクチニドは、遷移金属の最後の二列の第一元素と第二元素の間にある原子番号を持っているため、内部遷移金属として知られていることがある。

遷移金属対メイングループ要素

テーブルの右側にあるメイングループとトランジション金属元素の境界にある元素の分類についていくつかの論争があります。 問題の元素は、亜鉛（Zn）、カドミウム（Cd）、および水銀（Hg）である。,

これらの元素を主要なグループ元素または遷移金属として分類すべきかどうかについての意見の相違は、これらのカテゴリーの違いは明らかではないことを示唆している。遷移金属は、多くの点で主要な族金属のようなものです：彼らは金属のように見え、可鍛性で延性があり、電気と電気を伝導し、正イオンを形成します。, 電気の最高の導体が遷移金属（銅）と主族金属（アルミニウム）であるという事実は、主族金属と遷移金属の物理的性質が重なる程度を示しています。

これらの金属の間にも違いがあります。 転化金属は、例えば、主基金属よりも電気陰性であり、したがって、共価化合物を形成する可能性がより高い。

主な族金属と転化金属の別の違いは、化合物の式に見ることができます彼らの形。, 主要なグループの金属はpositiveionsの充満のバランスをとる十分な否定的なイオンがある塩（asNaCl、Mg3N2およびCaS）を形作りがちです。 遷移金属は同様の化合物を形成するが、より多くの可能性があるfecl4-、HgI42-、Cd（OH）42-イオンなどの錯体を形成する主族金属であり、過剰な数の負イオン

主基と遷移金属イオンの第三の違いは、水やアンモニアなどの中性分子と安定な化合物を形成することが容易であることである。, Salts of main groupmetal ions dissolve in water to form aqueous solutions.

	H2O
NaCl(s)		Na+(aq)	+	Cl-(aq)

When we let the water evaporate, we get back the originalstarting material, NaCl(s). Salts of the transition-metalions can display a very different behavior., 塩化クロム（III）は、例えば、紫色の化合物であり、液体アンモニアを溶解して、アンモニアが蒸発すると単離することができる式CrCl3 6NH3を有する黄色化合物を形成する。

CrCl3(s)+6NH3(l)CrCl3 6NH3(s)

遷移金属イオンの電子構成

遷移金属元素とそのイオンの電子配置との関係は複雑です。,

例：形成するコバルトの化学を考えてみましょうCo2+またはCo3+イオンのいずれかを含む複合体。

中性コバルト原子の電子配置は以下のように書かれている。

Co:4s2 3d7

原子軌道の相対エネルギーの議論4s軌道は3dorbitalsよりも低いエネルギーを持っていることを示唆しています。 したがって、我々はコバルトがより高いエネルギーの3d軌道から電子を失うことを期待するかもしれないが、これは等観測されるものではない。 Co2+およびCo3+イオンは、次の電子配置を有する。,

Co2+:3d7

Co3+:3d6

一般に、電子は遷移金属がイオン化されるときに価殻s軌道から除去される前に価殻s軌道から除去される。

遷移金属イオン中の価電子はd軌道に濃縮されているため、これらのイオンはdn配置を持つことがよくあります。, 例えば、Co3+およびFe2+イオンは、d6構成を有すると言われている。

Co3+:3d6

Fe2+:3d6

転化金属の酸化状態

ほとんどの遷移金属は複数の酸化状態を形成します。

しかし、いくつかの酸化状態は他の酸化状態よりも一般的である。最初のシリーズの最も一般的な酸化状態転移金属は以下の表に示されている。 この表の見かけのパターンを説明する努力は、最終的には理由の組み合わせのために失敗します。 これらの酸化状態のいくつかは一般的であるそれらは比較的安定であるからである。, 他の化合物は、必ずしも安定ではないがゆっくりと反応する化合物であると説明する。 それでも歴史的な観点からしか一般的ではない。

遷移金属の最初のシリーズの一般的な酸化状態

遷移金属の酸化状態についての一点は特に注意を払う必要があります：チャージを持つ遷移金属イオン+3より大きい水溶液には存在できません。

マンガンが酸化される以下の反応を考えてみましょう+2から+7酸化状態にする。,

マンガン原子が酸化されると、より電気陰性になります—– +7酸化状態では、この原子は水と反応して共有結合オキシドMnO4-を形成するのに十分な電気陰性である。

遷移金属イオン上のチャージと遷移金属の酸化状態を区別する方法を有することは有用である。 慣例により、Mn2+のような記号は+2電荷を持つイオンを指す。, Mn(VII)のような記号は、マンガンが+7酸化状態にある化合物を記述するために使用される。

Mn(VII)は強力な酸化状態の唯一の例ではない水を分解するのに十分である。 Mn2+がmn（IV）に酸化されるとすぐに、それは水と反応してMnO2を形成する。 同様の現象は、両方のバナジウムとクロムの化学に見ることができます。 バナジウムはV2+イオンとしてaqueous液中に存在する。 しかし、それが+4または+5酸化状態に酸化されると、それは水と反応してVO2+またはVO2+イオンを形成する。 Cr3+イオンはaqueous液中に見出すことができる。,しかし、このイオンがCr（VI）に酸化されると、水と反応してCrO42-およびCr2O72-イオンを形成する。