m??tal de transition

Dans la chimie , le m??tal de transition terme (parfois aussi appel?? un ??l??ment de transition) a deux significations possibles:

• On se r??f??re commun??ment ?? ne importe quel ??l??ment dans le du bloc d du tableau p??riodique , y compris le zinc , le cadmium et le mercure . Cela correspond ?? des groupes de 3 ?? 12 sur le tableau p??riodique .

• Plus strictement, UICPA d??finit un m??tal de transition comme "un ??l??ment dont l'atome a une sous-couche d incompl??te, ou qui peut donner lieu ?? des cations avec une sous-couche d incompl??te." Selon cette d??finition, le zinc , le cadmium et le mercure sont exclus des m??taux de transition, tels qu'ils ont une configuration d ^10. Seules quelques esp??ces transitoires de ces ??l??ments qui laissent ions avec une sous-couche d partiellement remplie ont ??t?? form??s, et le mercure (I) se produit seulement comme Hg ²⁺ _2, qui ne fait pas strictement un ion seul avec un sous-shell partiellement rempli, et donc ces trois ??l??ments sont incompatibles avec cette derni??re d??finition. Ils font ions de forme avec un ??tat d'oxydation 2+, mais celles-ci conservent la configuration 4 d ^10. Element 112 peut ??galement ??tre exclu bien que ses propri??t??s d'oxydation sont peu susceptibles d'??tre observ??s en raison de sa nature radioactive. Cette d??finition correspond ?? des groupes 3 ?? 11 du tableau p??riodique.

La premi??re d??finition est simple et a ??t?? utilis??e traditionnellement. Cependant, de nombreuses propri??t??s int??ressantes des ??l??ments de transition en tant que groupe sont le r??sultat de leurs sous-couches d partiellement remplies. Tendances p??riodiques dans le bloc de d (m??taux) de transition sont moins pr??valent que dans le reste du tableau p??riodique. En traversant une p??riode, la valence ne change pas, de sorte que l'??lectron est ajout?? ?? un atome va ?? la coque int??rieure, pas coque ext??rieure, le renforcement du bouclier.

Les (au sens large) des m??taux de transition sont les ??l??ments 40 chimiques 21 ?? 30, 39 ?? 48, 71 ?? 80 et 103 ?? 112. Le nom vient du passage de leur position dans le tableau p??riodique des ??l??ments. Dans chacune des quatre p??riodes au cours desquelles ils se produisent, ces ??l??ments repr??sentent l'addition successive d'??lectrons ?? la d orbitales atomiques des atomes. De cette mani??re, les m??taux de transition constituent la transition entre les deux groupes d'??l??ments et groupe 13 ??l??ments.

Propri??t??s

??l??ments de transition ont tendance ?? avoir ??lev?? r??sistance ?? la traction, la densit?? et de fusion et d'??bullition points. Comme pour de nombreuses propri??t??s des m??taux de transition, cela est d?? ?? la capacit?? de l'orbite ?? ??lectrons d d??localiser dans le r??seau m??tallique. Dans les substances m??talliques, les ??lectrons partag??s entre plusieurs noyaux, plus le m??tal.

Il ya plusieurs propri??t??s caract??ristiques communes des ??l??ments de transition:

• Ils forment souvent color??s compos??s.
• Ils peuvent avoir une vari??t?? de diff??rents ??tats d'oxydation .
• Au moins un de leurs compos??s a une sous-couche d-??lectrons incompl??tes.
• Ils sont souvent de bons catalyseurs .
• Ils sont de couleur bleu argent?? ?? la temp??rature ambiante (sauf le cuivre et l'or ).
• Ils sont des solides ?? temp??rature ambiante (?? l'exception du mercure ).
• Ils forment ions complexes (ions aqua-inclus).
• Ils sont souvent paramagn??tique.

??tats d'oxydation variables

Par opposition ?? une groupe et le groupe deux m??taux, ions des ??l??ments de transition peuvent avoir plusieurs ??tats d'oxydation stables, car ils peuvent perdre des ??lectrons d sans p??nalit?? ??nerg??tique ??lev??. Le mangan??se, par exemple 4 s a deux ??lectrons et cinq ??lectrons de 3 d, qui peuvent ??tre enlev??s. Perte de tous ces ??lectrons conduit ?? un ??tat d'oxydation +7. osmium et ruth??nium compos??s sont couramment trouv?? seul dans stables 8 ??tats d'oxydation, qui est parmi les plus ??lev??s pour les compos??s isolables.

Ce tableau montre certains des ??tats d'oxydation pr??sents dans les compos??s des ??l??ments de m??taux de transition.
Un cercle plein repr??sente un ??tat d'oxydation commun, et un anneau repr??sente une (moins ??nergiquement favorable) ??tat d'oxydation inf??rieur commun.

Certains mod??les dans l'??tat d'oxydation apparaissent dans la p??riode d'??l??ments de transition:

• Le nombre d'??tats d'oxydation de chaque ion augmente jusqu'?? Mn, apr??s quoi ils diminuent. Plus tard, m??taux de transition ont une plus forte attraction entre les protons et les ??lectrons (car il ya plus de chaque pr??sent), qui serait alors besoin de plus d'??nergie pour extraire les ??lectrons.
• Lorsque les ??l??ments sont dans des ??tats d'oxydation inf??rieurs, ils peuvent ??tre trouv??s sous forme d'ions simples. Toutefois, des m??taux de transition ?? ??tats d'oxydation sup??rieurs sont g??n??ralement li??s de mani??re covalente ?? des ??l??ments ??lectron??gatifs tels que l'oxyg??ne ou un atome de fluor, formant ions polyatomiques tels que chromate, vanadate, ou permanganate.

Autres propri??t??s en ce qui concerne la stabilit?? des ??tats d'oxydation:

• Ions dans des ??tats d'oxydation plus ??lev??s ont tendance ?? faire de bons agents oxydants, tandis que les ??l??ments aux ??tats d'oxydation faibles deviennent agents r??ducteurs.
• Les 2+ ions ?? travers la p??riode commencent aussi forte agents r??ducteurs et de devenir plus stable.
• Les ions 3+ commencent stable et deviennent plus oxydant dans la p??riode.

L'activit?? catalytique

Les m??taux de transition forment bonne homog??ne ou des catalyseurs h??t??rog??nes, par exemple le fer est le catalyseur de la Proc??d?? Haber. Vanadium (V) de l'oxyde est utilis?? pour la proc??d?? de contact, le nickel est utilis?? pour fabriquer la margarine et le platine est utilis?? pour acc??l??rer la fabrication de l'acide nitrique . En effet, ils sont capables de former de nombreux ??tats d'oxydation, et en tant que tels, sont capables de former de nouveaux compos??s au cours d'une r??action fournissant une voie alternative avec une ??nergie d'activation globale plus faible.

Compos??s color??s

De gauche ?? droite, les solutions aqueuses de: Co (NO _{3) 2} (rouge); K ₂ Cr ₂ O ₇ (orange); K ₂ CrO ₄ (jaune); NiCl ₂ (vert); CuSO ₄ (bleu); KMnO ₄ (violet).

On observe la couleur comme fr??quences de rayonnement ??lectromagn??tique variant dans la r??gion visible du spectre ??lectromagn??tique. Diff??rentes couleurs r??sultent de la composition modifi??e de lumi??re apr??s qu'il a ??t?? r??fl??chi, transmis ou absorb?? apr??s avoir heurt?? une substance. En raison de leur structure, les m??taux de transition forment de nombreux ions et des complexes color??s. La couleur varie m??me entre les diff??rents ions d'un seul ??l??ment - MnO ₄ ^- (Mn l'??tat d'oxydation 7+) est un compos?? violet, alors que Mn ²⁺ est rose p??le.

Coordination par ligands peuvent jouer un r??le dans la d??termination de la couleur dans un compos?? de transition, en raison de changements dans l'??nergie des orbitales d. Ligands supprimer d??g??n??rescence des orbitales et les diviser en groupes d'??nergie sup??rieurs et inf??rieurs. L'??cart ??nerg??tique entre les orbitales d'??nergie inf??rieure et sup??rieure d??termine la couleur de la lumi??re qui est absorb??e, en tant que rayonnement ??lectromagn??tique est absorb?? seulement se il a une ??nergie correspondant ?? cet ??cart. Quand un ion ligatur?? absorbe la lumi??re, certains des ??lectrons sont promus ?? une ??nergie plus ??lev??e orbitale. Puisque la lumi??re de fr??quence diff??rente est absorb??, diff??rentes couleurs sont respect??es.

La couleur d'un complexe est fonction:

• la nature de l'ion m??tallique, en particulier le nombre d'??lectrons dans les orbitales d
• l'agencement des ligands autour de l'ion m??tallique (par exemple isom??res g??om??triques peuvent afficher diff??rentes couleurs)
• la nature des ligands entourant l'ion m??tallique. Plus les ligands alors plus la diff??rence d'??nergie entre la scission haute et basse trois groupes d.

L'ion complexe form?? par l'??l??ment zinc d bloc (bien que pas strictement un ??l??ment de transition) est incolore, parce que les orbitales 3d sont pleins - pas d'??lectrons peuvent se d??placer jusqu'?? le groupe sup??rieur.