Tärkein ero - D -lohkoelementit vs. siirtymäelementit

Useimmat ihmiset käyttävät usein kahta termiä, d -lohkoelementtejä ja siirtymäelementtejä, keskenään. Tämä johtuu siitä, että he olettavat, että kaikki d -lohkoelementit ovat siirtymäelementtejä, koska useimmat d -lohkoelementit ovat siirtymäelementtejä. Kaikki d -lohkoelementit eivät kuitenkaan ole siirtymäelementtejä. Suurin ero d -lohkoelementtien ja siirtymäelementtien välillä on se d -lohkoelementteillä on joko kokonaan tai epätäydellisesti täytetyt d -orbitaalit, kun taas siirtymäelementteillä on epätäydellisesti täytettyjä d -orbitaaleja ainakin yhdessä stabiilissa kationissa, jonka ne muodostavat.

Keskeiset alueet

1. Mitä ovat D -lohkoelementit - Määritelmä, ominaisuudet, esimerkit 2. Mitä ovat siirtymäelementit - Määritelmä, ominaisuudet, esimerkit 3. Mikä on ero D -lohkoelementtien ja siirtymäelementtien välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Aufbau -periaate, d -lohko, diamagneettinen, ferromagneettinen, metallisidokset, orbitaalit, paramagneettinen, siirtymäelementit

Mitä ovat D -lohkoelementit

D -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit on täytetty d -kiertoradalleen. Ensimmäinen vaatimus, että elementti on d -lohkoelementti, on d -orbitaalien läsnäolo. Elementit, joiden d -orbitaaleilla on vähintään yksi elektroni, luokitellaan d -lohkoelementteiksi. Jaksollisen taulukon d-lohko sijaitsee s-lohkon ja p-lohkon välissä.

Yksi tärkeä fakta d -lohkoelementteistä on, että niillä on d orbitaalia, jotka ovat osittain tai kokonaan täynnä elektroneja. Aufbaun periaatteen mukaan elektronit täyttävät orbitaalit orbitaalien energioiden nousevan järjestyksen mukaan. Toisin sanoen elektronit täyttävät ns-kiertoradan ennen (n-1) d-kiertoradan täyttämistä. Tämä johtuu siitä, että ns-kiertoradan energia on pienempi kuin (n-1) d-kiertorata. Jaksotaulukon ensimmäisen rivin elementeissä elektronit täyttävät ensin 4s: n kiertoradan ennen 3D -kiertoradan täyttämistä.

Kuva 1: D -lohkon sijainti elementtien jaksollisessa taulukossa

Mutta on myös joitain poikkeuksia. Vaikka energiataso on alhaisempi, joskus elektronit täyttävät kiertoradat vakaimmalla elektronikonfiguraatiolla. Esimerkiksi ns¹toinen¹⁰ kokoonpano on vakaampi kuin ns²toinen⁹. Tämä johtuu d -orbitaalien täydellisen täyttämisen vakaudesta. Tällaiset kaksi esimerkkiä on esitetty alla.

Kromi (Cr) = [Ar] 3d⁵4s¹

Kupari (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹

Kuva 2: Kuparissa (Cu) on yksi elektroni 4 sekunnin kiertoradalla ja 10 elektronia kolmiulotteisella kiertoradalla

Kaikki d -lohkoelementit ovat metalleja. Ne osoittavat erittäin korkeita sulamis- ja kiehumispisteitä vahvan metallisidoksensa vuoksi. Atomisäteiden pieneneminen on vähäistä verrattuna s- ja p -lohkoelementteihin. Lisäksi tiheydet ovat erittäin korkeat metallisen luonteen vuoksi. D -elektronien läsnäolon vuoksi d -lohkoelementit osoittavat vaihtelevia hapettumistiloja.

Mitä ovat siirtymäelementit

Siirtymäelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joilla on epätäydellisesti täytetyt d -orbitaalit ainakin yhdessä stabiilissa kationissa. Useimpien siirtymäelementtien atomeissa on epätäydelliset d -orbitaalit ja useimmat niistä muodostavat kationeja, joissa d -orbitaaleilla on parittomia elektroneja. Alla on muutamia tällaisia ​​esimerkkejä.

Titaani (Ti) = [Ar] 3d²4s² = Ti⁺² = [Ar] 3d²4s⁰

Vanadiini (V) = [Ar] 3d³4s² = V⁺³ = [Ar] 3d²4s⁰

Rauta (Fe) = [Ar] 3d⁶4s² = Fe⁺² = [Ar] 3d⁶4s⁰

Koboltti (Co) = [Ar] 3d⁷4s² = Co⁺³ = [Ar] 3d⁶4s⁰

Kupari (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹ = Cu⁺² = [Ar] 3d⁹4s⁰

Joitakin d -lohkoelementtejä ei pidetä siirtymäelementteinä. Tämä johtuu siitä, että ne eivät muodosta kationeja, joilla on epätäydelliset d -orbitaalit. Joskus normaalissa atomissa voi olla parittomia d -elektroneja, mutta ainoalla stabiililla kationilla, jota ne muodostavat, ei välttämättä ole epätäydellistä d -kiertoradan täyttöä (esim. Scandium). Seuraavat ovat esimerkkejä.

Skandium (Sc) = [Ar] 3d¹4s² = Sc⁺³ = [Ar] 3d⁰4s⁰

Sinkki (Zn) = [Ar] 3d¹⁰4s² = Zn⁺² = [Ar] 3d¹⁰4s⁰

Kaikki siirtymäelementit kuuluvat jaksollisen taulukon d -lohkoon. Siirtymäelementit ovat metalleja ja ovat kiinteitä aineita huoneenlämmössä. Useimmat niistä muodostavat kationeja, joilla on vaihtelevat hapetustilat. Kompleksit, jotka muodostuvat sisällyttämällä siirtymämetalleja, ovat erittäin värikkäitä.

Kuva 3: Siirtymäelementtien muodostamat värikkäät kompleksit

Näillä siirtymämetalleilla on katalyyttisiä ominaisuuksia. Siksi niitä käytetään katalysaattoreina kemiallisissa reaktioissa. Lähes kaikki siirtymäelementit ovat joko paramagneettisia tai ferromagneettisia johtuen suuresta määrästä parittomia elektroneja.

D -lohkoelementtien ja siirtymäelementtien välinen suhde

D -lohkoelementtien ja siirtymäelementtien välinen ero

Määritelmä

D Lohkoelementit: D -lohkoelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joiden elektronit täyttyvät d -orbitaaleilleen.

Siirtymäelementit: Siirtymäelementit ovat kemiallisia alkuaineita, joilla on epätäydellisesti täytetyt d -orbitaalit ainakin yhdessä stabiilissa kationissa.

Kationit

D Lohkoelementit: D -lohkoelementteissä voi olla tai ei ehkä olla epätäydellisesti täytettyjä d -orbitaaleja kationeissaan.

Siirtymäelementit: Siirtymäelementteillä on olennaisesti epätäydellisesti täytetyt d -orbitaalit vakaissa kationeissaan.

Värit

D Lohkoelementit: D -lohkoelementit voivat muodostaa värikomplekseja tai eivät.

Siirtymäelementit: Siirtymäelementit muodostavat aina värikkäitä komplekseja.

Magneettiset ominaisuudet

D Lohkoelementit: Jotkut d -lohkoelementit ovat diamagneettisia, kun taas toiset ovat paramagneettisia tai ferromagneettisia.

Siirtymäelementit: Kaikki siirtymäelementit ovat joko paramagneettisia tai ferromagneettisia.

Fyysiset ominaisuudet

D Lohkoelementit: Jotkut d -lohkoelementit eivät ole kiinteitä huoneenlämpötilassa (elohopea on neste), mutta muut d -lohkoelementit ovat kiinteitä huoneenlämpötilassa.

Siirtymäelementit: Kaikki siirtymämetallit ovat kiinteitä aineita huoneenlämmössä.

Johtopäätös

Vaikka d -lohkoelementtejä ja siirtymäelementtejä pidetään usein samoina, d -lohkoelementtien ja siirtymäelementtien välillä on ero. Kaikki siirtymäelementit ovat d -lohkoelementtejä. Mutta kaikki d -lohkoelementit eivät ole siirtymäelementtejä. Tämä johtuu siitä, että kaikki d -lohkoelementit eivät voi muodostaa siirtymämetalliksi vähintään yhtä vakaata kationia, jolla on epätäydellinen d -kiertorata.

Viitteet:

1. ”D-lohkoelementit.” D-lohkoelementit, siirtymämetallien ominaisuudet | [sähköposti suojattu] N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 20. heinäkuuta 2017. 2. Helmenstine, Anne Marie. "Miksi siirtymämetalleja kutsutaan siirtymämetalleiksi?" ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 20. heinäkuuta 2017. 3. ”Siirtymämetalli.” Siirtymämetalli - New World Encyclopedia. N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 20. heinäkuuta 2017.

Kuva:

1. ”Säännöllinen taulukko 2 ″ Tekijä Roshan220195-Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia2: n kautta.” Elektronikuori 029 Kupari-ei tarraa ”Tekijä [[commons: User crap]] (Commonsin alkuperäinen teos: Käyttäjä: Greg Robson)-(CC BY-SA 2.0 uk) Commons Wikimedia3: n kautta. ”Värilliset siirtymämetalliratkaisut” De Benjah-bmm27 oletetaan (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin) (Dominio público) Commons Wikimedian kautta