3.4 ธาตุแทรนซิชัน
นักเคมีจัดธาตุแทรนซิชันไว้ในกลุ่มของธาตุที่เป็นโลหะ
แต่ไม่ได้เป็นกลุ่มเดียวกับธาตุหมู่ IA
IIA และ IIIA
ตารางสมบัติบางประการของโพแทสเซียม
แคลเซียม และธาตุแทรนซิชันในคาบที่ 4
สมบัติธาตุ
|
เลข
อะตอม |
รัศมีอะตอม
ในโลหะ (pm) |
จุด
หลอมเหลว (°C) |
จุดเดือด
(°C) |
ความ
หนาแน่น (g/cm3) |
IE1
(kJ/mol) |
อิเล็กโทร-
เนกาติวิตี |
K
Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn |
19
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
227
197 160 150 140 130 140 130 130 130 130 130 |
63.5
842 1541 1670 1910 1907 1246 1538 1495 1455 1085 419.53 |
759
1484 2836 3287 3407 2671 2061 2861 2927 2913 2562 907 |
0.89
1.54 2.99 4.51 6.00 7.15 7.3 7.87 8.86 8.90 8.96 7.14 |
425
596 639 665 657 659 723 768 766 743 752 913 |
0.82
1.00 1.36 1.54 1.63 1.66 1.55 1.83 1.88 1.91 1.90 1.65 |
จากตาราง พบว่าธาตุแทรนซิชันในคาบที่ 4 มีสมบัติหลายประการคล้ายกับโลหะโพแทสเซียมและแคลเซียม
เช่น พลังงานไอออไนเซซันลำดับที่ 1
และอิเล็กโทรเนกาติวิตีมีค่าต่ำ
แต่จุดหลอมเหลว จุดเดือดและความหนาแน่นมีค่าสูง และสูงมากกว่าหมู่ IA และหมู่ IIA ธาตุแทรนซิชัน
จึงควรเป็นโลหะ แต่ธาตุแทรนซิชันในคาบที่ 4
มีสมบัติบางประการที่แตกต่างจากโลหะโพแทสเซียมและแคลเซียมคือ
มีขนาดอะตอมใกล้เคียงกันภายในกลุ่มของธาตุแทรนซิชันเอง แต่มีขนาดเล็กกว่าโลหะ
โพแทสเซียมและแคลเซียมเพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ให้พิจารณาการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุโพแทสเซียม
แคลเซียมและธาตุแทรนซิชันในคาบที่ 4
ในตาราง
สารเคมี
เช่น KMnO4 และ CuSO4 เป็นสารประกอบของธาตุแทรนซิชัน
สารประกอบของธาตุในกลุ่มนี้แตกต่างจากสารประกอบของโลหะในกลุ่ม A อย่างไร
จากการศึกษาสารประกอบของโครเมียมและแมงกานีสจะได้ดังนี้
จากผลการทดลอง
ทำให้ทราบว่าโครเมียมและแมงกานีสมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า
นอกจากนี้สารประกอบของทั้งโครเมียมและแมงกานีสที่มีเลขออกซิเดชันแตกต่างกันจะมีสีแตกต่างกันด้วย
เช่น โครเมียมที่มีเลขออกซิเดชัน +2
และ +3
จะมีสีฟ้าและเขียวตามลำดับ
ส่วนแมงกานีสที่มีเลขออกซิเดชัน+3 +6 และ +7 จะมีสีน้ำตาล สีเขียว และสีม่วงแดงตามลำดับ
และจะพบว่าโครเมียมเกิดเป็นไอออนที่มีประจุได้ตั้งแต่ +1 ถึง +6 โดยที่การเกิดเป็น Cr+ อะตอมจะเสีย 1 อิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดก่อนคือ
4s เมื่อเกิดเป็นไอออนที่มีประจุสูงขึ้น อะตอมจะเสียอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นซึ่งเป็นอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงาน
3d การที่โครเมียมสามารถให้อิเล็กตรอนในระดับพลังงานที่ถัดเข้าไปจากระดับพลังงานนอกสุดและเกิดเป็นไอออนที่เสถียร
ทำให้โครเมียมมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ธาตุแทรนซิชันอื่น ๆ
ก็สามารถให้อิเล็กตรอนในลักษณะเดียวกับโครเมียมและมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่าจึงเกิดสารประกอบได้หลายชนิด
สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุแทรนซิชัน
สารประกอบของธาตุแทรนซิชันชนิดต่าง ๆ
เช่น KMnO4 ประกอบด้วย K + และ MnO4 - ส่วนK3Fe(CN)6
ประกอบด้วย K + และ Fe(CN)63- ทั้ง
MnO4 -และ Fe(CN) 63- จัดเป็นไอออนเชิงซ้อนที่มีธาตุแทรนซิชันเป็นอะตอมกลางและยึดเหนี่ยวกับอะตอมหรือไอออนอื่นๆ
ที่มาล้อมรอบด้วยพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์เขียนแสดงได้ดังนี้สารประกอบที่ประกอบด้วยไอออนเชิงซ้อนจัดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน
ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่จะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีต่าง ๆ
ตาราง
สารประกอบเชิงซ้อนของธาตุแทรนซิชันบางชนิดและไอออนองค์ประกอบ
ลำดับที่
|
สารประกอบเชิงซ้อน
|
สีของสารประกอบ
|
ไอออนลบ
|
ไอออนบวก
|
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
KMnO4
K2MnO4 K2Cr2O7 K2CrO4 PbCrO4 K3[Fe(CN)6] E4[Fe(CN)6] CU2[Fe(CN)6] [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)4Cl2]Cl [Co(N2O)6]Cl2 Na2CoCl4 [Ni(H2O)6]SO4 [Ni(NH3)6]SO4 [Ni(NH3)4]SO4 |
ม่วง
เขียว ส้ม เหลือง เหลือง เหลืองส้ม เหลืองอ่อน น้ำตาลแดง ส้ม ม่วง ชมพู น้ำเงิน เขียว น้ำเงิน น้ำเงินแกมเขียว |
MnO
MnO Cr2O7 CrO4 CrO4 [Fe(CN)6] [Fe(CN)6] [Fe(CN)6] Cl Cl Cl [CoCl4] SO4 SO4 SO4 |
K
K K K Pb2 K K Cu [Co(NH3)6] [Co(NH3)4Cl2] [Co(N2O)6]2+ Na [Ni(N2O)6] [Ni(NH3)6] [Ni(NH3)4] |
จากข้อมูลในตาราง
ช่วยให้มีความรู้ว่าธาตุแทรนซิชันชนิดหนึ่ง ๆ
อาจเกิดเป็นสารประกอบที่มีธาตุองค์ประกอบเหมือนกันได้มากกว่าหนึ่งชนิด
สารประกอบแต่ละชนิดมีสีแตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับเลขออกซิเดชันของธาตุแทรนซิชัน
ชนิดและจำนวนโมเลกุลหรือไอออนที่ล้อมรอบธาตุแทรนซิชันนั้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น