Kim loại chuyển tiếp – Wikipedia tiếng Việt

Kim loại chuyển tiếp là 68 nguyên tố hóa học có số nguyên tử từ 21 đến 30, 39 đến 48, 57 đến 80 và 89 đến 112. Nguyên nhân của tên này là do vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn vì tại đó bắt đầu sự chuyển tiếp do có thêm điện tử trong quỹ đạo nguyên tử của lớp d.

Nếu định nghĩa một cách ngặt nghèo hơn thì sắt kẽm kim loại chuyển tiếp là những nguyên tố tạo thành tối thiểu là một ion với một lớp quỹ đạo ( orbital ) d được điền đầy một phần, tức là những nguyên tố khối d ngoại trừ scandi và kẽm .
Ghi chú :

* Từ Lanthan đến Luteti (các nguyên tố có số nguyên tử từ 57 đến 71) là các nguyên tố thuộc nhóm Lanthan.

* * Từ Actini đến Lawrenci ( những nguyên tố có số nguyên tử từ 89 đến 103 ) là những nguyên tố thuộc nhóm Actini .

Cấu hình điện tử[sửa|sửa mã nguồn]

Thông thường thì những quỹ đạo lớp trong được điền đầy trước những quỹ đạo lớp ngoài. Các quỹ đạo s của những nguyên tố thuộc về khối quỹ đạo d lại có trạng thái nguồn năng lượng thấp hơn là những lớp d. Vì nguyên tử khi nào cũng có khuynh hướng đi đến trạng thái có nguồn năng lượng thấp nhất nên những quỹ đạo s được điền đầy trước. Các trường hợp ngoại lệ là crôm và đồng, chỉ có 1 điện tử ở quỹ đạo ngoài cùng, nguyên do là do điện tử đẩy nhau, chia những điện tử ra trong quỹ đạo s và quỹ đạo d để dẫn đến trạng thái nguồn năng lượng thấp hơn là điền 2 điện tử vào quỹ đạo ngoài cùng ở những nguyên tử này .Không phải toàn bộ những nguyên tố khối d đều là sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. Scandi và kẽm không phân phối được định nghĩa ở phía trên. Scandi có 1 điện tử ở lớp d và 2 điện tử ở lớp s ngoài cùng. Vì ion duy nhất của Scandi ( Sc3 + ) không có điện tử trên quỹ đạo d nên tất yếu là ion này cũng không hề có quỹ đạo ” được điền đầy một phần “. Ở kẽm cũng tương tự như như vậy vì ion duy nhất của kẽm, Zn2 +, có một quỹ đạo d được điền đầy trọn vẹn .

Tính chất hóa học[sửa|sửa mã nguồn]

Các sắt kẽm kim loại chuyển tiếp có đặc tính là có ứng suất căng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao. Cũng như những đặc thù khác của sắt kẽm kim loại chuyển tiếp, những đặc thù này là do năng lực của những điện tử trong quỹ đạo d không có vị trí xác lập trong mạng của sắt kẽm kim loại. Các đặc thù này của sắt kẽm kim loại chuyển tiếp càng rõ khi càng có nhiều điện tử được san sẻ giữa những hạt nhân .

Các kim loại chuyển tiếp có 4 tính chất cơ bản:

• Tạo hợp chất có màu
• Có thể có nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau
• Là chất xúc tác tốt
• Tạo phức chất

Trạng thái oxy hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Nếu so sánh với những nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II như calci thì ion của những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp hoàn toàn có thể có nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau. Thông thường thì calci không mất nhiều hơn là 2 điện tử trong khi những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp hoàn toàn có thể cho đến 9 điện tử. Nếu xem xét entanpi ion hóa của hai nhóm thì sẽ nhận thấy được nguyên do. Năng lượng cần dùng để lấy đi 2 điện tử của calci ở quỹ đạo s ngoài cùng ở mức thấp. Ca3 + có một entanpi ion hóa lớn đến mức mà thường thì thì ion này không sống sót. Các sắt kẽm kim loại chuyển tiếp như vanadi do có độ chênh lệch nguồn năng lượng thấp giữa những quỹ đạo 3 d và 4 s nên entanpi ion hóa tăng gần như tuyến tính theo những quỹ đạo d và s. Vì thế mà những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp cũng sống sót với những số oxy hóa rất cao .
Trạng thái oxy hóa của sắt kẽm kim loại chuyển tiếpDọc theo một chu kỳ luân hồi hoàn toàn có thể nhận thấy được một số ít khuôn mẫu đặc thù nhất định :

• Số lượng của những trạng thái oxy hóa tăng đến mangan và sau đó giảm đi. Nguyên nhân là do các lực hút proton trong hạt nhân mạnh hơn nên khó cho điện tử hơn.
• Ở các mức oxy hóa thấp, các nguyên tố thường tồn tại dưới dạng là ion. Trong các mức oxy hóa cao chúng thường tạo liên kết cộng hóa trị với các nguyên tố điện tử âm khác như ôxi hay flo, thường là anion.

Các tính chất phụ thuộc vào trạng thái oxy hóa:

• Các mức oxy hóa cao hơn sẽ kém bền dọc theo chu kỳ.
• Ở mức oxy hóa cao hơn, ion là chất oxy hóa tốt, trong khi nguyên tố ở các mức oxy hóa thấp là chất khử.
• Bắt đầu từ đầu chu kỳ, các ion 2+ là chất khử mạnh có độ bền tăng dần.
• Ngược lại, các ion 3+ bắt đầu bằng độ bền và càng trở thành chất oxy hóa tốt hơn.

Hoạt tính xúc tác[sửa|sửa mã nguồn]

Các sắt kẽm kim loại chuyển tiếp là những chất xúc tác đồng thể và dị thể tốt, thí dụ như sắt là chất xúc tác cho quá trình Haber-Bosch. Niken và platin được dùng để hiđrô hóa anken .

Hợp chất màu[sửa|sửa mã nguồn]

Khi tần số bức xạ điện từ đổi khác tất cả chúng ta nhận thấy được những màu khác nhau. Chúng là tác dụng từ những thành phần khác nhau của ánh sáng khi ánh sáng được phản xạ, truyền đi hay hấp thụ sau khi tiếp xúc với một vật chất. Vì cấu trúc của chúng nên những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp tạo thành nhiều ion và phức chất có màu khác nhau. Màu cũng đổi khác ngay tại cùng một nguyên tố, MnO4 − ( Mn trong mức oxy hóa + 7 ) là một hợp chất có màu tím, Mn2 + thì lại có màu hồng nhạt. Việc tạo phức chất hoàn toàn có thể đóng một vai trò cơ bản trong việc tạo màu chính do những phối tử có tác động ảnh hưởng lớn đến lớp 3 d. Chúng hút một phần những điện tử 3 d và chia những điện tử này ra thành những nhóm có nguồn năng lượng cao và những nhóm có nguồn năng lượng thấp hơn. Tia bức xạ điện từ chỉ hoàn toàn có thể được hấp thụ khi tần số của nó tỷ suất với hiệu số nguồn năng lượng của hai trạng thái nguyên tử. Khi ánh sáng chạm vào một nguyên tử với những quỹ đạo 3 d bị đã bị chia ra thì 1 số ít điện tử sẽ được nâng lên trạng thái nguồn năng lượng cao hơn. Nếu so với những ion thường thì thì những ion của những chất phức hoàn toàn có thể hấp thụ nhiều tần số khác nhau và cho nên vì thế mà hoàn toàn có thể quan sát thấy nhiều màu khác nhau. Màu của một chất phức phụ thuộc vào vào :

• Số lượng điện tử trong các quỹ đạo d
• Cách sắp xếp các phối tử chung quanh ion
• Loại của phối tử xung quanh ion. Khi chúng có tính phối tử càng nhiều thì hiệu số năng lượng giữa hai nhóm 3d bị tách ra càng cao

Source: http://caytrithuc.net
Category: Bài viết