Periodiskās tabulas elementi bieži tiek iedalīti četrās kategorijās: galvenās grupas elementi, pārejas metāli, lantanīdi un aktinīdi. Grupas galvenie elementi ietver aktīvos metālus divās kolonnās periodiskās tabulas kreisajā pusē un metālus, pusmetālus un nemetālus sešās kolonnās labajā malā. Šie pārejas metāli ir metāliski elementi, kas darbojas kā sava veida tilts vai pāreja starp periodiskās tabulas malu daļām.
Kas tas ir
No visām ķīmisko elementu grupām pārejas metālus var būt visgrūtāk noteikt, jo pastāv dažādi viedokļi par to, kas tieši jāiekļauj. Saskaņā ar vienu no definīcijām tās ietver jebkuras vielas ar daļēji aizpildītu d-elektronu apakščaulu (iedzīvotāju). Šis apraksts attiecas uz grupām 3 līdz12. vietā periodiskajā tabulā, lai gan f-bloka elementi (lantanīdi un aktinīdi, kas atrodas zem periodiskās tabulas lielākās daļas) ir arī pārejas metāli.
Viņu nosaukums cēlies no angļu ķīmiķa Čārlza Berija, kurš to izmantoja 1921. gadā.
Vieta periodiskajā tabulā
Pārejas metāli ir visas sērijas, kas atrodas periodiskās tabulas grupās no IB līdz VIIIB:
- no 21. vietas (skandijs) līdz 29. vietai (varš);
- no 39. (itrijs) līdz 47. vietai (sudrabs);
- no 57. vietas (lantāns) līdz 79. vietai (zelts);
- no 89. (aktīnijs) līdz 112. vietai (Copernicus).
Pēdējā grupā ietilpst lantanīdi un aktinīdi (tā sauktie f elementi, kas ir to īpašā grupa, visi pārējie ir d elementi).
Pārejas metālu saraksts
Šo elementu saraksts ir parādīts:
- skandijs;
- titāns;
- vanādijs;
- hroms;
- mangāns;
- dzelzs;
- kob alts;
- niķelis;
- varš;
- cinks;
- yttrium;
- cirkonijs;
- niobijs;
- molibdēns;
- tehnēcijs;
- rutēnijs;
- rodijs;
- pallādijs;
- sudrabs;
- kadmijs;
- hafnium;
- tantals;
- volframs;
- rēnijs;
- osmium;
- iridium;
- platīns;
- zelts;
- dzīvsudrabs;
- reserfodium;
- dubnium;
- seaborgija;
- borijs;
- Hasiem;
- meitnerium;
- Darmštate;
- X-ray;
- ununbiem.
Lantanīda grupu pārstāv:
- lantāns;
- cerium;
- praseodīms;
- neodīms;
- prometijs;
- samarium;
- europium;
- gadolīnijs;
- terbijs;
- disprozijs;
- holmium;
- erbium;
- tūlijs;
- ytterbium;
- lutēcijs.
Aktinīdus attēlo:
- aktīnijs;
- torijs;
- protactinium;
- urāns;
- neptūnijs;
- plutonijs;
- americium;
- curium;
- berkelium;
- californium;
- einsteinium;
- fermiem;
- mendelevium;
- nobel;
- lawrencium.
Funkcijas
Savienojumu veidošanās procesā metālu atomus var izmantot kā valences s- un p-elektronus, kā arī d-elektronus. Tāpēc d-elementiem vairumā gadījumu ir raksturīga mainīga valence, atšķirībā no galveno apakšgrupu elementiem. Šī īpašība nosaka to spēju veidot sarežģītus savienojumus.
Noteiktu īpašību klātbūtne nosaka šo elementu nosaukumu. Visi sērijas pārejas metāli ir cieti ar augstu kušanas un viršanas temperatūru. Pārvietojoties no kreisās puses uz labo pa periodisko tabulu, piecas d-orbitāles kļūst piepildītākas. Viņu elektroni ir vāji saistīti, kas veicina augstu elektrovadītspēju un atbilstību.pārejas elementi. Tiem ir arī zema jonizācijas enerģija (nepieciešams, kad elektrons attālinās no brīvā atoma).
Ķīmiskās īpašības
Pārejas metāliem ir plašs oksidācijas pakāpju vai pozitīvi lādētu formu diapazons. Savukārt tie ļauj pārejas elementiem veidot daudz dažādu jonu un daļēji jonu savienojumu. Kompleksu veidošanās noved pie d-orbitāļu sadalīšanās divos enerģijas apakšlīmeņos, kas ļauj daudziem no tiem absorbēt noteiktas gaismas frekvences. Tādējādi veidojas raksturīgi krāsaini šķīdumi un savienojumi. Šīs reakcijas dažkārt uzlabo noteiktu savienojumu relatīvi zemo šķīdību.
Pārejas metāliem ir raksturīga augsta elektriskā un siltuma vadītspēja. Tie ir kaļami. Parasti veido paramagnētiskus savienojumus nepāra d-elektronu dēļ. Tiem ir arī augsta katalītiskā aktivitāte.
Jāatzīmē arī, ka pastāv zināmas pretrunas par elementu klasifikāciju pie robežas starp galvenās grupas un pārejas metāla elementiem tabulas labajā pusē. Šie elementi ir cinks (Zn), kadmijs (Cd) un dzīvsudrabs (Hg).
Sistematizācijas problēmas
Strīds par to, vai tos klasificēt kā galveno grupu vai pārejas metālus, liecina, ka atšķirības starp šīm kategorijām nav skaidras. Starp tiem ir noteiktas līdzības: tie izskatās kā metāli, ir kaļami unplastmasas, tie vada siltumu un elektrību un veido pozitīvus jonus. Fakts, ka divi labākie elektrības vadītāji ir pārejas metāls (varš) un galvenās grupas elements (alumīnijs), parāda pakāpi, kādā pārklājas abu grupu elementu fizikālās īpašības.
Salīdzinošie raksturlielumi
Pastāv arī atšķirības starp parastajiem un pārejas metāliem. Piemēram, pēdējie ir elektronnegatīvāki nekā galvenās grupas pārstāvji. Tāpēc tie, visticamāk, veidos kovalentās saites.
Vēl viena atšķirība starp galvenās grupas metāliem un pārejas metāliem ir redzama to veidoto savienojumu formulās. Pirmie mēdz veidot sāļus (piemēram, NaCl, Mg 3 N 2 un CaS), kuros pietiek tikai ar negatīvajiem joniem, lai līdzsvarotu pozitīvo jonu lādiņu. Pārejas metāli veido līdzīgus savienojumus, piemēram, FeCl3, HgI2 vai Cd (OH)2. Tomēr tie biežāk nekā galvenās grupas metāli veido tādus kompleksus kā FeCl4-, HgI42- un Cd (OH)42-, kam ir pārmērīgs negatīvo jonu daudzums.
Vēl viena atšķirība starp galveno grupu un pārejas metālu joniem ir vieglums, ar kādu tie veido stabilus savienojumus ar neitrālām molekulām, piemēram, ūdeni vai amonjaku.
