グループ 3 ～ 12 の要素は、周期表の D ブロック セグメントに配置されます。D 軌道は最終的に 4 つの長い周期のそれぞれで満たされます。
周期表の中央部では、D ブロックの両側に s ブロックと p ブロックが並んでいます。 D ブロックの要素は、s ブロック要素と p ブロック要素の間の位置にあるため、「遷移」という用語が与えられます。それらの原子の最後から 2 番目のエネルギー準位の D 軌道が電子を吸収すると、遷移金属の 3 つの列、3d、4d、および 5d が生成されます。 6d の 6 行目はまだ未完成です。
D ブロック要素の一般的なプロパティ
D ブロック要素には、高い引張強度、延性、延性、高い熱および電気伝導性、金属光沢などの金属特性が含まれています。 Zn、Cd、Hg、Mn を除いて、それらはすべて室温で 1 つ以上の従来の金属構造を持っています。
Zn、Cd、Hg を除いて、遷移金属 (D ブロック元素) は非常に硬く、揮発性がありません。それらは非常に高い融点と沸点を持っています。
これらの金属の高い融解温度は、原子間金属結合における ns 電子に加えて、より多くの (n-1) d 電子の関与に関与しています。
D ブロック元素の原子およびイオン サイズの変化
一般に、原子番号が増加するにつれて、一連の同じ電荷を持つイオンの半径は減少します。これは、核電荷が 1 増加するたびに、新しい電子が D 軌道に入るためです。 D-Block エレメントの電子シールド効果はそれほど強力ではないことを覚えておくことが重要です。したがって、核電荷と最も外側の電子の間の正味の静電引力は、イオン半径の減少とともに増加します。
特定の系列の原子半径は同じパターンに従います。ただし、シリーズ内では、変動はごくわずかです。
複雑な化合物の形成
金属イオンは、複雑な化合物中の多数の陰イオンまたは中性分子に結合し、異なる特徴を持つ複雑な種をもたらします。
遷移金属は多数の複雑な化合物を形成します。結合形成に D 軌道が利用できるのは、サイズが小さく、イオン電荷が高く、金属イオンの空の D 軌道が利用できるためです。
磁気特性
磁場が物質に適用されるとき、最も一般的な磁気的挙動は反磁性と常磁性です。
印加された磁場は反磁性物質を反発し、常磁性物質を引き付けます。強磁性体は、互いに強く引き付けられるものです。実際、強磁性は、最も極端な常磁性の一種です。多くの遷移金属イオンは常磁性を持っています。
不対電子の存在は常磁性につながり、各電子はスピン角運動量と軌道角運動量に関連する磁気モーメントを持ちます。軌道角運動量の寄与は、遷移金属の最初の系列の化合物では効果的に抑制されるため、影響はありません。不対電子の数によって磁気モーメントが決まります。これは「スピンのみ」の式を使用して計算されます。
数学的には次のように書かれています:=n(n+2)
ここで、n は不対電子の数を表し、m はボーア磁子単位 (BM) での磁気モーメントを表します。
不対電子の数が増えると、磁気モーメントが増加します。その結果、観測された磁気モーメントを使用して、原子、分子、またはイオンの不対電子の数を推定できます。
結論
グループ 3 ～ 12 で構成される D ブロックは、周期表の中央セクションの大部分を占めています。これらの要素の内側の D 軌道は徐々に満たされます。 4F 軌道と 5F 軌道は、周期表の一番下にある F ブロックの要素で徐々に埋められます。
遷移金属は、さまざまな複雑な化合物に含まれています。より小さいサイズの金属イオン、高いイオン電荷、空の D 軌道の利用可能性はすべて、結合形成に D 軌道を使用することに寄与します。
