なぜ遷移金属に可変酸化数があるのですか？

1。部分的に満たされたD軌道： 遷移金属には部分的に充填されたD軌道があり、これにより、さまざまな電荷で陽イオンを形成するために電子を容易に失います。失われた電子の数は、酸化状態を決定します。たとえば、鉄（Fe）は2つの電子を失い、Fe ²⁺ を形成する可能性があります （鉄イオン）または3つの電子がfe ³⁺ を形成します （鉄イオン）。

2。 D軌道の同様のエネルギー： 遷移金属のD軌道はエネルギーに近い。これにより、異なるD軌道から電子を失う可能性があり、さまざまな酸化状態につながります。

3。 D軌道と最も外側のS軌道の間の比較的小さなエネルギーの違い： D軌道と最も外側のS軌道のエネルギーの違いは比較的小さいです。これにより、D-OrbitalまたはS-Orbitalのいずれかから電子が失われ、さまざまな酸化状態に寄与します。

4。安定イオンの形成： 遷移金属はしばしば異なる電荷を持つ安定したイオンを形成し、異なる酸化状態につながる可能性があります。これらのイオンの安定性は、結晶磁場安定化エネルギーやリガンドフィールド効果などの要因の影響を受けます。

5。リガンドの影響： 遷移金属に結合したリガンドの性質は、酸化状態にも影響を与える可能性があります。リガンドは、電子密度を寄付または引き出し、D軌道のエネルギーレベルに影響を与えることにより、特定の酸化状態を安定させることができます。

遷移金属の可変酸化数の例：

* マンガン（MN）： MNO（MN ^{2 +} などの化合物に見られるように、MNには+2から+7の範囲の酸化状態があります。 ）およびkmno ₄ （Mn ⁷⁺ ）。

* 銅（Cu）： CuはCu ⁺ として存在する可能性があります （カプラス）およびcu ²⁺ （カプリック）、cu ₂ で観察されます それぞれoとcuo。

* Chromium（cr）： CRCL ₂ に見られるように、CRは+2から+6の酸化状態を示します。 （cr ²⁺ ）およびcro ₃ （cr ⁶⁺ ）。

遷移金属のさまざまな酸化数は、触媒、色素、生物系など、さまざまな分野での多様な化学的特性と広範囲の用途に寄与します。