主な違い - D ブロック要素と遷移要素
ほとんどの人は、d ブロック要素と遷移要素という 2 つの用語を同じ意味で使用することがよくあります。これは、ほとんどの d ブロック要素が遷移要素であるため、すべての d ブロック要素が遷移要素であると想定しているためです。ただし、すべての d ブロック要素が遷移要素であるとは限りません。 d ブロック要素と遷移要素の主な違いは、d ブロック要素では d 軌道が完全または不完全に満たされているのに対し、遷移要素では d 軌道が少なくとも 1 つの安定陽イオンで完全に満たされていないことです。
対象となる主な分野
1. Dブロック要素とは
– 定義、プロパティ、例
2.遷移要素とは
– 定義、プロパティ、例
3. D ブロック要素と遷移要素の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:アウフバウ原理、d ブロック、反磁性、強磁性、金属結合、軌道、常磁性、遷移元素
D ブロック要素とは
D ブロック元素は、d 軌道に電子が満たされた化学元素です。要素が d ブロック要素になるための最初の要件は、d 軌道の存在です。 d 軌道に少なくとも 1 つの電子を持つ要素は、d ブロック要素として分類されます。周期表の d ブロックは、s ブロックと p ブロックの間にあります。
d ブロック要素に関する重要な事実の 1 つは、電子で部分的または完全に満たされた d 軌道を持っていることです。アウフバウの原理によれば、電子は軌道のエネルギーの昇順に従って軌道を満たします。つまり、電子は (n-1) d 軌道を満たす前に ns 軌道を満たします。これは、ns 軌道のエネルギーが (n-1) d 軌道よりも低いためです。周期表の最初の行の元素では、電子は 3d 軌道を満たす前に最初に 4s 軌道を満たします。
図 1:元素の周期表における D ブロックの位置
ただし、いくつかの例外もあります。エネルギー準位は低くなりますが、電子が最も安定した電子配置で軌道を満たすことがあります。たとえば、nsnd 構成は nsnd よりも安定しています。これは、d 軌道の完全な充填の安定性によるものです。そのような 2 つの例を以下に示します。
クロム（Cr） =[Ar]3d 4 秒
銅（Cu） =[Ar]3d 4 秒
図 2:銅 (Cu) は 4s 軌道に 1 個の電子と 3d 軌道に 10 個の電子を持っています
すべての d ブロック要素は金属です。金属結合が強いため、非常に高い融点と沸点を示します。原子半径の減少は、s および p ブロック要素の減少と比較してわずかです。さらに、金属の性質により、密度が非常に高くなります。 d 電子の存在により、d ブロック要素はさまざまな酸化状態を示します。
遷移要素とは
遷移元素は、形成する少なくとも 1 つの安定した陽イオンの d 軌道が不完全に満たされた化学元素です。ほとんどの遷移元素は原子に不完全な d 軌道を持ち、それらのほとんどは d 軌道に不対電子を持つカチオンを形成します。そのような例を以下に示します。
チタン (Ti) =[Ar]3d4s =Ti =[Ar]3d4s
バナジウム（V） =[Ar]3d4s =V =[Ar]3d4s
鉄 (Fe) =[Ar]3d4s =Fe =[Ar]3d4s
コバルト (Co) =[Ar]3d4s =Co =[Ar]3d4s
銅（Cu） =[Ar]3d4s =Cu =[Ar]3d4s
遷移要素と見なされない d ブロック要素がいくつかあります。これは、不完全な d 軌道を持つカチオンを形成しないためです。通常の原子は不対の d 電子を持っている場合がありますが、それらが形成する唯一の安定した陽イオンは不完全な d 軌道充填を持っていない場合があります (例:スカンジウム)。以下は例です。
スカンジウム (Sc) =[Ar]3d4s =Sc =[Ar]3d4s
亜鉛 (Zn) =[Ar]3d4s =Zn =[Ar]3d4s
すべての遷移元素は、周期表の d ブロックに属します。遷移元素は金属であり、室温で固体です。それらのほとんどは、さまざまな酸化状態を持つカチオンを形成します。遷移金属を含むことによって形成される錯体は非常にカラフルです。
図 3:遷移要素によって形成されるカラフルな複合体
これらの遷移金属には触媒特性があります。したがって、それらは化学反応の触媒として使用されます。ほとんどすべての遷移元素は、多数の不対電子が存在するため、常磁性または強磁性のいずれかです。
D ブロック要素と遷移要素の関係
- すべての移行要素は d ブロック要素ですが、すべての d ブロック要素が移行要素であるとは限りません。
- ほぼすべての遷移元素は、周期表の d ブロックにあります
- どちらも非常に高い融点と高い沸点を持っています.
- ほとんどの D ブロック元素とすべての遷移元素は、室温で固体です。
D ブロック要素と遷移要素の違い
定義
D ブロック要素: D ブロック元素は、d 軌道に電子が満たされている化学元素です。
移行要素: 遷移元素は、形成する少なくとも 1 つの安定した陽イオンの d 軌道が不完全に満たされた化学元素です。
陽イオン
D ブロック要素: D ブロック要素は、陽イオンの d 軌道が不完全に満たされていない場合があります。
移行要素: 遷移元素は、基本的に、安定した陽イオンの d 軌道が不完全に満たされています。
色
D ブロック要素: D ブロック要素は、カラフルな複合体を形成する場合と形成しない場合があります。
移行要素: 遷移要素は常にカラフルな複合体を形成します。
磁気特性
D ブロック要素: 一部の d ブロック要素は反磁性ですが、他の要素は常磁性または強磁性です。
移行要素: すべての遷移元素は、常磁性または強磁性のいずれかです。
物理的特性
D ブロック要素: 一部の d ブロック要素は室温で固体ではありません (水銀は液体です) が、他の d ブロック要素は室温で固体です.
移行要素: すべての遷移金属は室温で固体です。
結論
d ブロック要素と遷移要素は同じと見なされることがよくありますが、d ブロック要素と遷移要素には違いがあります。すべての遷移要素は d ブロック要素です。ただし、すべての d ブロック要素は遷移要素ではありません。これは、すべての d ブロック要素が、遷移金属になるために不完全な d 軌道充填を持つ少なくとも 1 つの安定した陽イオンを形成できないためです。
