遷移金属イオンの電荷は、化学反応で他の原子に失われた電子の数に関するものです。特定の遷移金属原子の電荷を決定するには、それがどの元素であるか、分子内の他の原子の電荷、および分子自体の正味の電荷を考慮する必要があります。電荷は常に整数であり、すべての原子電荷の合計は分子の電荷に等しくなります。
複数の酸化状態
原子が化学反応で電子を失うとき、化学者はこのプロセスを酸化と呼びます。遷移金属原子の電荷はその酸化状態に等しく、+1 から +7 まで変化します。遷移金属は、外側の軌道に不安定な電子を持っているため、他の元素よりも容易に電子を失う可能性があります。これらの状態は比較的安定しているため、いくつかの酸化状態は、異なる遷移金属に対して他よりも一般的です。たとえば、鉄、または Fe は +2、+3、+4、+5、+6 の酸化状態を持つ可能性がありますが、一般的な酸化状態は +2 と +3 です。遷移金属の式を書き出すとき、遷移金属の名前の後に括弧内にその酸化状態のローマ数字が続くため、Fe の酸化状態が +2 である FeO は鉄 (II) と書かれます。
中性化合物
遷移金属と結合する原子の電荷または酸化状態がわかっていれば、中性化合物中の遷移金属イオンの電荷を簡単に決定できます。たとえば、MnCl2 には 2 つの塩化物イオンが含まれており、塩化物イオンの電荷または酸化状態は -1 であることが知られています。 2 つの塩化物イオンを足すと –2 になります。これは、MnCl2 中のマンガンが化合物を中性にするために +2 の電荷を持っている必要があることを示しています.
荷電複合体
遷移金属イオンは、他のタイプの原子と結合して、正または負に帯電した分子複合体を形成できます。このような錯体の例は、過マンガン酸イオン MnO4 です。 .酸素の酸化状態または電荷は -2 であるため、4 つの酸素原子の合計は -8 の電荷になります。過マンガン酸イオン全体の電荷は -1 であるため、マンガンの電荷は +7 でなければなりません。
可溶性化合物
水に溶ける中性遷移金属化合物の電荷は+3以下です。酸化状態が +3 を超えると、化合物が沈殿するか、遷移金属イオンが水と反応して、酸素と錯体を形成するイオンが生成されます。たとえば、+4 または +5 の酸化状態にあるバナジウムを含む化合物は、水と反応して、+2 の電荷を持つ 1 つのバナジウム (IV) 原子と 1 つの酸素原子で構成されるイオン、または 1 つのバナジウムで構成されるイオン ( V) 2 つの酸素原子と +1 の電荷を持つ原子。
