遷移金属は、周期表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・ベリーが遷移系列を記述したことから、その名前が付けられました。 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、および 18 個の電子の層から 32 個の電子を持つ層への遷移を調べました。他の周期表。周期表を左から右に移動すると、電子が d に追加されます グループ 2 からグループ 13 に遷移する各原子の軌道。
遷移金属を定義するさまざまな方法、含まれる元素のリスト、およびそれらの一般的な特性の概要を次に示します。
遷移金属の定義
遷移金属の最も一般的な定義は、IUPAC によって受け入れられているものです。遷移金属は、部分的に満たされた d を持つ元素です サブシェルまたは不完全な d で陽イオンを生成する能力 サブシェル。
他の人々は、遷移金属には d が含まれると考えています。 -周期表のブロック要素。この定義では、3 から 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」と呼ばれます。
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:
- 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 (ローレンシウム) から 112 (コペルニシウム)
完全なリストは次のとおりです:
- スカンジウム
- チタン
- バナジウム
- クロム
- マンガン
- 鉄
- コバルト
- ニッケル
- 銅
- 亜鉛
- イットリウム
- ジルコニウム
- ニオブ
- モリブデン
- テクネチウム
- ルテニウム
- ロジウム
- パラジウム
- シルバー
- カドミウム
- ルテチウム
- ハフニウム
- タンタル
- タングステン
- レニウム
- オスミウム
- イリジウム
- プラチナ
- ゴールド
- マーキュリー
- ローレンシウム
- ラザフォージウム
- ドブニウム
- シーボーギウム
- ボーリウム
- ハッシウム
- マイトネリウム
- ダルムスタチウム
- レントゲニウム
- コペルニシウム
技術的には、元素の亜鉛、カドミウム、および水銀 (12 族) は、完全な d 配置を持ち、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す必要があります。水銀が遷移金属として振る舞うという実験的証拠が 2007 年に得られました。コペルニシウムは、その酸化特性が実験的に検証されていませんが、おそらく同じ根拠で除外されるべきです。ただし、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。
ルテチウムとローレンシウムをリストから除外する人もいます。しかし、ルテチウムとローレンシウムは技術的には周期表の「スペース」に収まる第 3 族の元素です。遷移金属として完全なランタニドおよびアクチニド系列を含める科学者や教育者もいます.
遷移金属の特性
遷移金属はいくつかの特徴的な特性を示します:
- 遷移金属原子は金属的な性質を持っています。言い換えれば、原子は容易に電子を失います。
- それらはしばしば着色化合物を形成します。色は d-d によるものです 電子トランジション。
- 複合体を形成しやすい
- 複数の正の酸化状態を示します。これは、状態間のエネルギー ギャップが小さいためです。
- 良い触媒です。
- 室温で銀の金属です。例外は銅と金です。
- 室温で固体です。例外は水銀です。
- それらは常磁性です (磁場に引き寄せられます)。一般に、常磁性は対になっていない d から生じます -電子。磁性に関する3つの重要な要素は、鉄、コバルト、およびニッケルです。 3 つの要素すべてが磁場を生成します。
- 金属光沢を示します。
- イオン化エネルギーが低い
- 難しいです。
- 金属は融点と沸点が高い (水銀を除く)
- 優れた電気および熱伝導体です。
- 合金を形成します。
参考文献
- グリーンウッド、ノーマン N.;アーンショウ、アラン (1997)。 元素の化学 (第 2 版)。バターワース・ハイネマン。 ISBN 0-08-037941-9.
- IUPAC (1997)。 化学用語集 、第2版。 （「ゴールド ブック」）
- ジェンセン、ウィリアム B. (2003). 「周期表における亜鉛、カドミウム、および水銀の場所」。 Journal of Chemical Education . 80 (8):952–961. doi:10.1021/ed080p952
