ธาตุในตารางธาตุมักถูกแบ่งออกเป็นสี่ประเภท: ธาตุกลุ่มหลัก โลหะทรานซิชัน แลนทาไนด์ และแอกทิไนด์ องค์ประกอบหลักของกลุ่มประกอบด้วยโลหะออกฤทธิ์ในสองคอลัมน์ทางด้านซ้ายสุดของตารางธาตุและโลหะกึ่งโลหะและอโลหะในหกคอลัมน์ทางด้านขวาสุด โลหะทรานซิชันเหล่านี้เป็นธาตุโลหะที่ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมหรือการเปลี่ยนผ่านระหว่างส่วนต่างๆ ของด้านข้างของตารางธาตุ
นี่อะไร
ในกลุ่มองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด โลหะทรานซิชันสามารถระบุได้ยากที่สุด เนื่องจากมีความคิดเห็นที่แตกต่างกันเกี่ยวกับสิ่งที่ควรรวมไว้ ตามคำจำกัดความข้อใดข้อหนึ่ง หมายรวมถึงสารใดๆ ที่มีเปลือกย่อยอิเล็กตรอน d-อิเล็กตรอน (ผู้อยู่อาศัย) บางส่วน คำอธิบายนี้ใช้กับกลุ่ม 3 ถึงอันดับที่ 12 ในตารางธาตุ แม้ว่าธาตุ f-block (แลนทาไนด์และแอคติไนด์ที่อยู่ใต้ตารางธาตุส่วนใหญ่) ก็เป็นโลหะทรานซิชันเช่นกัน
ชื่อของพวกเขามาจากนักเคมีชาวอังกฤษ Charles Bury ซึ่งใช้มันในปี 1921
วางในตารางธาตุ
โลหะทรานซิชันเป็นชุดทั้งหมดที่อยู่ในกลุ่มจาก IB ถึง VIIIB ของตารางธาตุ:
- จาก 21 (สแกนเดียม) ถึง 29 (ทองแดง);
- จากลำดับที่ 39 (อิตเทรียม) ถึงลำดับที่ 47 (สีเงิน);
- จากลำดับที่ 57 (แลนทานัม) ถึงลำดับที่ 79 (ทองคำ);
- จาก 89 (แอกทิเนียม) ถึง 112 (โคเปอร์นิคัส).
กลุ่มสุดท้ายรวมถึงแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ (ที่เรียกว่าองค์ประกอบเอฟซึ่งเป็นกลุ่มพิเศษของพวกเขา ที่เหลือทั้งหมดเป็นองค์ประกอบดี)
รายการโลหะทรานสิชั่น
รายการองค์ประกอบเหล่านี้ถูกนำเสนอ:
- สแกนเดียม;
- ไทเทเนี่ยม;
- วานาเดียม;
- chrome;
- แมงกานีส;
- เหล็ก;
- โคบอลต์;
- นิกเกิล;
- ทองแดง;
- สังกะสี;
- อิตเทรียม;
- เซอร์โคเนียม
- ไนโอเบียม;
- โมลิบดีนัม;
- เทคนิค;
- รูทีเนียม;
- โรเดียม;
- แพลเลเดียม;
- เงิน;
- แคดเมียม;
- แฮฟเนียม;
- แทนทาลัม;
- ทังสเตน;
- รีเนียม;
- osmium;
- อิริเดียม;
- ทองคำขาว;
- ทอง;
- ปรอท;
- สารตั้งต้น;
- dubnium;
- ซีบอร์เกียม;
- บอเรียม;
- ฮัสซีม;
- meitnerium;
- ดาร์มสตัดท์;
- เอ็กซ์เรย์;
- ununbiem.
กลุ่มแลนทาไนด์แสดงโดย:
- แลนทานัม;
- ซีเรียม;
- praseodymium;
- นีโอไดเมียม;
- promethium;
- samarium;
- ยุโรป;
- แกโดลิเนียม;
- เทอร์เบียม;
- ดิสโพรเซียม;
- โฮลเมียม;
- เออร์เบียม;
- ทูเลียม;
- ytterbium;
- ลูทีเซียม
Actinides แสดงโดย:
- แอกทิเนียม;
- ทอเรียม;
- โพรแทคทิเนียม;
- ยูเรเนียม;
- เนปทูเนียม;
- พลูโทเนียม;
- อะเมริเซียม;
- curium;
- berkelium;
- แคลิฟอร์เนีย
- ไอน์สไตเนียม;
- fermiem;
- เมนเดเลเวียม;
- โนเบล;
- ลอเรนเซียม
คุณสมบัติ
ในกระบวนการสร้างสารประกอบ อะตอมของโลหะสามารถใช้เป็นเวเลนซ์ s- และ p-อิเล็กตรอน รวมทั้งอิเล็กตรอนดี ดังนั้น d-elements ในกรณีส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะด้วยวาเลนซ์ผันแปร ตรงกันข้ามกับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก คุณสมบัตินี้กำหนดความสามารถในการสร้างสารประกอบเชิงซ้อน
การมีอยู่ของคุณสมบัติบางอย่างเป็นตัวกำหนดชื่อขององค์ประกอบเหล่านี้ โลหะทรานซิชันทั้งหมดในกลุ่มนี้เป็นของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เมื่อคุณเลื่อนจากซ้ายไปขวาข้ามตารางธาตุ d-orbitals ทั้งห้าจะเต็มมากขึ้น อิเล็กตรอนของพวกมันถูกผูกมัดอย่างอ่อน ซึ่งก่อให้เกิดการนำไฟฟ้าและการปฏิบัติตามข้อกำหนดในระดับสูงองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง พวกเขายังมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำ (จำเป็นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกจากอะตอมอิสระ)
คุณสมบัติทางเคมี
โลหะทรานสิชันแสดงสถานะออกซิเดชันที่หลากหลายหรือรูปแบบที่มีประจุบวก ในทางกลับกัน พวกมันยอมให้องค์ประกอบทรานสิชันสร้างสารประกอบไอออนิกและอิออนบางส่วนที่แตกต่างกันมากมาย การก่อตัวของสารเชิงซ้อนนำไปสู่การแยกตัวของ d-orbitals ออกเป็นสองระดับย่อยของพลังงาน ซึ่งช่วยให้พวกมันดูดซับความถี่แสงบางอย่างได้ ดังนั้นจึงเกิดสารละลายและสารประกอบสีที่มีลักษณะเฉพาะ ปฏิกิริยาเหล่านี้บางครั้งช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายที่ค่อนข้างต่ำของสารประกอบบางชนิด
โลหะทรานสิชันมีลักษณะการนำไฟฟ้าและความร้อนสูง พวกมันอ่อน มักจะก่อตัวเป็นสารประกอบพาราแมกเนติกเนื่องจากอิเล็กตรอน d ที่ไม่มีการจับคู่ พวกเขายังมีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาสูง
ควรสังเกตด้วยว่ามีการโต้เถียงกันเกี่ยวกับการจำแนกองค์ประกอบที่ขอบเขตระหว่างกลุ่มหลักและองค์ประกอบโลหะทรานสิชันที่ด้านขวาของตาราง ธาตุเหล่านี้ได้แก่ สังกะสี (Zn) แคดเมียม (Cd) และปรอท (Hg)
ปัญหาการจัดระบบ
การโต้เถียงว่าจะจัดประเภทเป็นกลุ่มหลักหรือโลหะทรานซิชัน ชี้ให้เห็นว่าความแตกต่างระหว่างหมวดหมู่เหล่านี้ไม่ชัดเจน มีความคล้ายคลึงกันบางอย่างระหว่างพวกมัน: พวกมันดูเหมือนโลหะ, พวกมันอ่อนได้และพลาสติก นำความร้อนและไฟฟ้า และสร้างไอออนบวก ความจริงที่ว่าตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุดสองตัวคือโลหะทรานซิชัน (ทองแดง) และองค์ประกอบหลัก (อะลูมิเนียม) แสดงถึงระดับที่คุณสมบัติทางกายภาพขององค์ประกอบของทั้งสองกลุ่มคาบเกี่ยวกัน
ลักษณะเปรียบเทียบ
นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างระหว่างโลหะฐานและโลหะทรานซิชัน ตัวอย่างเช่นหลังมีความเป็นไฟฟ้ามากกว่าตัวแทนของกลุ่มหลัก ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์มากขึ้น
ความแตกต่างอีกประการระหว่างโลหะกลุ่มหลักและโลหะทรานสิชันสามารถเห็นได้ในสูตรของสารประกอบที่พวกมันก่อตัว เกลือแรกมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นเกลือ (เช่น NaCl, Mg 3 N 2 และ CaS) ซึ่งมีเพียงไอออนลบเท่านั้นที่เพียงพอที่จะปรับสมดุลประจุของไอออนบวก โลหะทรานสิชันสร้างสารประกอบที่คล้ายคลึงกัน เช่น FeCl3, HgI2 หรือ Cd (OH)2 อย่างไรก็ตาม พวกมันมักก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนมากกว่าโลหะกลุ่มหลัก เช่น FeCl4-, HgI42- และ Cd (OH)42- มี มีประจุลบมากเกินไป
ความแตกต่างอีกประการระหว่างไอออนของโลหะกลุ่มหลักกับไอออนของโลหะทรานซิชันคือความสะดวกในการสร้างสารประกอบที่เสถียรด้วยโมเลกุลที่เป็นกลาง เช่น น้ำหรือแอมโมเนีย