なぜM2+イオンが遷移要素で一般的であるのか:
* 電子構成: 遷移金属には、部分的に満たされたD軌道があります。最も外側のS軌道から2つの電子を失うと、しばしば安定した、半分充填された、または完全に満たされたD軌道が生じます。この安定性は、M2+イオンの形成に寄与します。
* イオン化エネルギー: 遷移金属の第1および2番目のイオン化エネルギーは、他の元素と比較して比較的低いため、2つの電子を除去するのは比較的簡単です。
* 静電引力: 遷移金属のより高い核電荷は、核と残りの電子の間の強い静電引力をもたらし、陽イオンを安定化します。
例外と傾向:
* グループ11: 銅、銀、および金は、充填されたD軌道の安定性により、容易に+1イオン(Cu+、Ag+、Au+)を形成します。
* グループ12: 亜鉛、カドミウム、および水銀は、完全なD軌道を持ち、2つのS電子を容易に失うため、+2イオン(Zn2+、CD2+、Hg2+)を形成する傾向があります。
* より高い酸化状態: 多くの遷移金属は、特に強力な酸化剤の存在下で、+2を超えるより高い酸化状態を形成できます。たとえば、マンガンはMn2+、Mn3+、Mn4+、Mn6+、およびMn7+を形成できます。
要約:
M2+イオンは、電子構成、イオン化エネルギー、静電力のために遷移金属で頻繁に観察されますが、特定の要素とその反応条件に応じて他の酸化状態が可能であることを認識することが重要です。
覚えておくべきキーポイント:
*遷移金属には、酸化状態の多様な範囲があります。
*それらのD軌道の安定性は、特定のイオンの形成に影響します。
*酸化剤や反応条件などの要因は、遷移金属の酸化状態を決定する上で重要な役割を果たします。