遷移金属は、周期表上の元素の最大のグループです。 イギリスの化学者チャールズ-ベリーが1921年に元素の遷移シリーズを記述したため、彼らは彼らの名前を得た。 ベリーは、8個の電子を持つ内部電子層から18個の電子を持つ層への遷移を調べ、18個の電子の層から32個の電子の層への遷移を調べた。 今日、ほとんどの人は、これらの要素を周期表の一方の側から他方の側に移行すると考えています。 周期律表を横切って左から右に移動すると、各原子のd軌道に電子が加えられ、第2族から第13族に遷移する。
ここでは、遷移金属を定義するさまざまな方法、元素が含まれているリスト、およびそれらの一般的な特性の概要を見ています。
ここでは、遷移金属を定義するさまざまな方法を見ています。
遷移金属の定義
遷移金属の最も一般的な定義は、IUPACで受け入れられているものです。 遷移金属は、部分的に充填されたdサブシェルまたは不完全なdサブシェルを有する陽イオンを生成する能力を有する元素である。
他の人々は、遷移金属が周期表上の任意のdブロック元素を含むと考えています。
この定義の下では、第3族から第12族が遷移金属であり、fブロックランタニドおよびアクチニド系列は”内部遷移金属”と呼ばれる。”
遷移金属元素のリスト
IUPACの定義を使用すると、40の遷移金属があります。 それらは次のとおりです。
- 原子番号21（スカンジウム）から30（亜鉛）
- 原子番号39（イットリウム）から48（カドミウム）
- 原子番号71（ルテチウム）から80（水銀）
- 原子番号103（lawrencium）から112（コペルニシウム）
完全なリストは次のとおりです。:/li>
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技術的には、元素亜鉛、カドミウム、および水銀（第12族）は、完全なd10配置を有し、通常はこの配置を保持するイオンを生成するため、遷移金属ではなく遷移後と見なされるべきである。 2007年には水銀が遷移金属として振る舞うという実験的証拠が得られた。 その酸化特性は実験的に検証されていないが、コペルニシウムはおそらく同じ基準で除外されるべきである。 しかし、ほとんどの人はこれらの元素を遷移金属リストに含めています。一部の人々はリストからlutetiumとlawrenciumを除外しています。
しかし、lutetiumとlawrenciumは、周期表の「空間」に収まる技術的には第3族元素です。 遷移金属として完全なランタニドとアクチニドシリーズを含む科学者や教育者もいます。
遷移金属特性
遷移金属は、いくつかの特徴的な特性を表示します:
- 彼らはしばしば着色された化合物を形成します。 色はd-d電子遷移によるものです。
- それらは容易に複合体を形成する。
- それらは複数の正の酸化状態を表示します。 これは、状態間のエネルギーギャップが低いためです。彼らは良い触媒です。
- それらは室温で銀金属である。 例外は銅と金です。
- それらは室温で固体である。 例外は水銀です。
- それらは常磁性である（磁場に引き寄せられる）。 一般に、常磁性は不対d電子から生じる。 磁性に関する三つの重要な要素は、鉄、コバルト、およびニッケルである。 すべての3つの要素は、磁場を生成します。
- 彼らは金属光沢を示します。
- イオン化エネルギーが低い。彼らは難しいです。
- 金属は高い融点と沸点を持っています（水銀を除く）。
- それらは良好な電気的および熱的導体である。
- それらは合金を形成する。