TransitionMetals
Posisjon ofTransition Metaller i den Periodiske Tabell
– elementene i det periodiske system er ofte delt inn i fourcategories: (1) hoved-gruppe elementer, (2) overgang metaller, (3)lanthanides, og (4) actinides. Den største gruppen elementsinclude den aktive metaller i to kolonner på den ekstreme leftof den periodiske tabellen og metaller, semimetals, og nonmetalsin de seks kolonnene lengst til høyre. Overgangen metalsare den metalliske elementer som fungerer som en bro, eller overgang mellom de to sider av bordet., Den lanthanides andthe actinides på bunnen av tabellen er sometimesknown som den indre overgang metaller fordi de haveatomic tall som faller mellom første og andre elementer inthe siste to rader av overgangen metaller.
Overgangen Metaller vs. Hoved-Gruppe Elementer
Det er noen uenighet om klassifiseringen av theelements på grensen mellom den største gruppen andtransition-metal elementer på høyre side av tabellen. Theelements i spørsmålet er sink (Zn), kadmium (Cd) og kvikksølv(Hg).,
Det er uenighet om hvorvidt disse elementene bør beclassified som største gruppe elementer eller overgang metaller suggeststhat forskjellene mellom disse kategoriene er ikke klart.Overgangen metaller er som største gruppen metaller på mange måter: Theylook som metaller, de er tøyelig og smidig, de conductheat og elektrisitet, og de danner positive ioner., Det faktum thetwo beste ledere av elektrisitet er en overgang metall(kobber) og en største gruppen metall (aluminium) viser omfanget towhich den fysiske egenskaper største gruppen metaller og transitionmetals overlapper hverandre.
Det er også forskjeller mellom disse metallene. Thetransition metaller er mer electronegative enn de viktigste groupmetals, for eksempel, og er derfor mer sannsynlig å formcovalent forbindelser.
en Annen forskjell mellom de største gruppen metaller andtransition metaller kan sees i formler av compoundsthey form., Den største gruppen metaller har en tendens til å danne salter (som asNaCl, Mg3N2, og CaS) der det arejust nok negative ioner for å balansere belastningen på positiveions. Overgangen metaller form lignende forbindelser , men de er mer likelythan største gruppen metaller for å danne komplekser, slik som FeCl4-,HgI42-og Cd(OH)42-ioner, som har et overskudd mange negative ioner.
En tredje forskjell mellom største gruppen og overgangen-metalions er den enkle som de danner stabile forbindelser withneutral molekyler, slik som vann eller ammoniakk., 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., Krom(III)klorid, for eksempel, er en fiolett sammensatte, som løser opp inliquid ammoniakk for å danne seg et gult stoff med formelen CrCl3 6 NH3 som kan bli isolert når ammoniakk isallowed til å fordampe.
CrCl3(s) + 6 NH3(l)
ElectronConfiguration av Overgangen-Metall-Ioner
forholdet mellom elektronet konfigurasjoner oftransition-metall elementer og deres ioner er kompleks.,
Eksempel: La oss vurdere kjemi av kobolt som formscomplexes som inneholder enten Co2+ eller Co3+ioner.
Den electron-konfigurasjonen av en nøytral kobolt atom er writtenas følger.
Co: 4s2 3d7
diskusjon av den relative energier av atomic orbitalssuggests at 4s orbital har en lavere energi enn den 3dorbitals. Dermed kan vi forvente kobolt å miste elektroner fra thehigher energi 3d-orbitals, men dette er ikke hva isobserved. Co2+ og Co3+ ioner har thefollowing electron konfigurasjoner.,
Co2+: 3d7
Co3+: 3d6
generelt, elektroner er fjernet fra thevalence-shell s orbitals før de blir fjernet fromvalence d orbitals når overgangen metaller er ionisert.
Praksis Problem 1:
Forutsi den electron-konfigurasjonen av Fe3+ – ion.
Klikk her for å se svaret ditt til Praksis Problem 1
Fordi valence elektroner i overgangen-metall-ioner areconcentrated i d-orbitals, disse ionene er ofte describedas har dn konfigurasjoner., Den Co3+og Fe2+ – ioner, for eksempel, er sagt å ha en d6configuration.
Co3+: 3d6
Fe2+: 3d6
Oksidasjon Statene theTransition Metaller
de Fleste overgang metaller form som er mer enn en oksidasjon staten.
Noen oksidasjon usa, derimot, er mer vanlige enn andre.Den vanligste oksidasjon stater av den første serien oftransition metaller er gitt i tabellen nedenfor. Arbeidet toexplain tydelig mønster i denne tabellen til slutt mislykkes acombination av grunner. Noen av disse oksidasjon stater er commonbecause de er relativt stabil., Andre beskriver compoundsthat er ikke nødvendigvis stabile, men som reagerer sakte. Stillothers er vanlig bare fra et historisk perspektiv.
Vanlige Oksidasjon Stater av den Første Seriesof Overgang Metaller
Ett punkt om oksidasjon stater i overgang metalsdeserves spesiell oppmerksomhet: Overgang-metall-ioner med chargeslarger enn +3 kan ikke eksistere i vandig løsning.
bør du Vurdere følgende reaksjon som mangan er oxidizedfrom på +2 til +7 oksidasjon staten.,
Mn2+(aq) + 4 H2O(l) MnO4-(aq) + 8 H+(aq) + 5 e-
– >
Når mangan atom er oksidert, det blir moreelectronegative. I +7 oksidasjon staten, atom iselectronegative nok til å reagere med vann og danne en covalentoxide, MnO4-.
Det er nyttig å ha en måte å skille mellom thecharge på en overgang-metal ion og oksidasjon staten thetransition metall. Konvensjonen er symboler som Mn2+se ioner som bærer +2 kostnad., Symboler som Mn(VII) areused for å beskrive stoffer som mangan er i +7oxidation staten.
Mn(VII) er ikke det eneste eksempel på en oksidasjon staten powerfulenough å brytes ned i vann. Så snart Mn2+ er oxidizedto Mn(IV), den reagerer med vann og danner MnO2. Asimilar fenomenet kan sees i kjemi av både vanadiumand krom. Vanadium finnes i vandige løsninger som V2+ – ion. Men når det er oksidert til +4 og +5 oksidasjon staten, itreacts med vann for å danne VO2+ eller VO2+ – ion. Den Cr3+ ion kan bli funnet i vandig løsning.,Men når dette ion er oksidert til Cr(VI), det reagerer med vann toform den CrO42 – og Cr2O72-ioner.