Рекомендуемое содержание

Page 1 : WNIT 8 @-and £Block Elements, , Tansition and Inner, | Tansition Elements), , , , ES, , “CT IV’ . 7, , Bye ing this Unit thoroughly, th, or, study onic configuration © reader shoulg, fe elect and, , . be able to 1, vite ties of d-block elements; Ysicochemical Hettcete 5, ro ends in the chemi Configuration and ;, ’ Fe general * try of first TOW transition : Of F-block elements; nome important Properties, jements; . ‘anthanoid contract;, e istry of some important compo, , unds of traneis: * the similarities i ;, pe such as KCr207 and KMno,; *ransition a atferences in t, , , , , elements in which the differentiati, i 1) d subs! aaa ly — to as transition Series called, genents De the periodic aie at ns . 45,6,7,8, 9, are placed 4 ane, ip Land ae kin the soit cetitute a separate shown in Meaty i, poxealled d loc! a = ; ic table (Fig, 8.1). Thisis why talled A 3.1. These series co>Клементы также называются 4-блочными элементами. Они входят в состав металлов и обладают рядом интересных свойств. Они n элементы, – полезные элементы и находят разнообразное применение не только в нашей повседневной жизни, но и в промышленности, важные свойства, Элементы, в которых дифференцирующий электрон 59 Изучите некоторые i, , ean : и актиноиды, , FO -, номер [2 -, , (n-2) f-оболочки называются внутренними переходными, , – Эти элементы были сгруппированы в две, , серии составляют отдельный блок, Периодическая таблица, Поэтому внутренние, также называются элементами f-блока, , , Атомный ~, номер, , , , vo | tu, 1!, , | ur, , , , Gace tt “so | 60 | 6 | 2 | os] os Te 66 | er | 6x | 69, santhanals [ee fm | he | pn | ca | te | by [iu | & [Tm, os [2 Te Te leleletelels le [i Te, Рис. 8.1 Положение переходных (d-блок) и внутренних переходных (f-блок) элементов в периодической таблице, 8.1 ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЛИ d-БЛОК ЭЛЕМЕНТОВ, , &1.1 Положение в таблице Периодической таблицы обычно называют переходными элементами. d-блок расположен в середине периодической таблицы между группой, Элементы, принадлежащие к d-блоку периодической 2 и 13 группе, как показано на рис. 8.1. По бокам от него расположены: , , , , , Отсканировано с помощью CamScanner

Страница 2: 430, , s- и p-блоки в периодической таблице, Название “переход”, данное элементам d-блока, объясняется их положением между элементами s- и p-блока. Элементы s-блока являются электроположительными и имеют тенденцию к образованию тонических соединений. С другой стороны, элементы, принадлежащие к p-блоку, являются электроотрицательными и имеют тенденцию к образованию ковалентных соединений. Элементы d-блока демонстрируют переходное поведение между этими двумя типами, т.е. между высоко электроположительными элементами s-блока и слабо электроположительными элементами p-блока. Поэтому элементы d-блока называются переходными элементами. 8.1.2 Классификация переходных элементов, , Переходные элементы или элементы d-блока классифицируются на основе (n – 1) d-подоболочки, которая заполняется в определенном классе этих элементов. На этой основе переходные элементы были классифицированы на четыре горизонтальные серии, называемые переходными сериями. Каждая серия соответствует заполнению определенной (n – 1) d-подрешетки. Эти серии переходов следующие., , (i) Первая серия переходов или 3d-серия: Эта серия соответствует заполнению 3d-подрешетки и состоит из десяти элементов от Sc (ат. № = 21) до Zn (ат. № = 30). Эти элементы относятся к 4″ периоду периодической таблицы. , (ii) Вторая переходная серия или 4¢-серия: Эта серия включает заполнение 4d-подоболочки и состоит из десяти элементов от Y (ат. № = 39) до Cd (ат. № = 48). Эти элементы находятся в 5 периоде периодической таблицы., (iii) Третья переходная серия или 5d-серия: Эта серия включает заполнение 5d-подоболочки и состоит в общей сложности из 10 элементов, а именно La (ат. № = 57), и элементов от Hf, (ат. № = 72) до Hg (ат. № = 80). Эти элементы находятся в 6 периоде периодической таблицы, (iv) Четвертая переходная серия или 6d-серия: Эта серия соответствует заполнению 6d-подоболочки. Серия является неполной и состоит из элементов Ac (ат. номер = 89), и элементов с атомным номером 104 и выше. Эти элементы принадлежат к 7 периоду периодической таблицы. 8.1.3 Электронная конфигурация переходных элементов, Как упоминалось ранее, переходные элементы характеризуются заполнением (n – 1) d подоболочки. Они имеют электронные конфигурации типа (n – 1) q’-10 ns! ~ 2, The first transition series involves the filling of 3d-subshell,, Thus on moving from left to right in this series, the valence, electrons enter into 3d-orbitals and fill them according, to the common rules for filling of orbitals, Similarly, the, second, the third and the fourth transition series involve, , the filling of 4d-, 5d- and 6d-subshells Tespectively., The electronic configurations of transition elements, belonging to the above mentioned series are listed in Table 8.1,, , Nootan Chen, Table 8.1. Electronic Configurations of Transition my, 1. First Transition Serles (3d-series) Ma,, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Atomic | Electronic Reprene,, Element |SyMbOl) timber | Configuration i, C, 24.2 64.2, 25 xin, Scandium | Sc> 21 at ae (naa, 25.2 642, 2s, титан Ti “2 , Pat = i oher Конфигурация ofa, C, 5 39 | 157 2s? p® 3,7 oe, иттрий Y gio ba S| Ukr) 4d gr, P SP, a 2, цирконий ar 40 12228 ? |, ирконий 6 gO a6 Укр] 4222 |, P sp, 262 |, ниобий Nb 41 ват 32 |, 6 бог. 26 Ue) ais |, s |, P “P, молибден | Mo 42 12 ” Poa? ик 48 с) |, Pp 4s° p |, ‘ |, технеций Te | 43 1S 25° pias mii, Pd 45° p’, ; d® ss! |, Рутений Ru 44 1S 23% poae (Kr) 4d” s! |, Pp d~ 4s*p |, / d’ 5s!, родий Rh | 45 1a? 25% па? (кр) 4f’s!, ped 4s “p, 1 |, палладий Pa | a6 fat 242 p62 tre!, d™ 45, P 95,0”, 1 1, серебро Ag 47 1 2 Pas (кр) als, ped 4s’p, Cadmi a? ss! 1052, имиум Cd] 48 | 1s? 262 p® 362] уед

Page 4 : fo) |= 90100, , w n » “0 80 eo 0, Atomic Number ———e, Fig. 8.2 Decrease in the energies of subshells with, , increase in atomic number. 2, and calcium has electronic configuration 15? 2s? 2p° 3s, 3p° 43°, Beyond calcium, there is a sharp decrease in, the energy of 3d-orbitals and they lie below 4p-orbitals., Therefore, in the next element scandium (At. No. = 21),, the differentiating electron goes to a 3d-orbital instead ofa, 4p-orbital and scandium has configuration 1s? 2s? 2p” 3s, 3p° 3d! 4s”. In the subsequent elements of first transition, series, ie., upto zine (At. No. = 30), the differentiating, electrons enter into 3d-orbitals. As electrons enter into, 3d-orbitals, they become more effective in shielding, 4s-electrons from the nucleus. Therefore, 3d-orbitals are, further pulled lower as compared to 4s-orbitals., , The similar trends are observed in case of the elements, belonging to the second and the third transition series. In, the second transition series, the differentiating electrons, enter into 4d-orbitals instead of Sp-orbitals because the, former have lower energy (Fig. 8.2). In lanthanum, the, energies of 4f, 5d and 6s-orbitals lie very close to one, another and therefore one electron enters the 5d-orbital, before 4f-orbitals begin to fill. Therefore, lanthanum, (At. No. = 57) has the configuration, [Xe] 5d 6s”. As one, electron enters into a 5d-orbital, the 4f-orbitals are pulled, lower as compared to 5d-orbitals due to the shielding, effect of 5d-electrons. Therefore, in the subsequent, elements, i.e., from Ce (At. No. = 58) to Lu (At. No. = 71),, the differentiating electrons enter into 4f-orbitals. These, 14 elements (Sc – Lu) are termed as lanthanoids and are, regarded as inner transition elements. As soon as all the, 4f-orbitals get filled, the differentiating electrons further, enter into 5d-orbitals in elements hafnium (At. No. = 72), to mercury (At. No. = 80) and the third transition series is, obtained., , Nootan Ch 4, , tlona of ¢ ty, reaptlonal olectrontc configura # Of Cran, the aa configurations given In Mble Bl, r ’ yy, that the sequence of filling of electrons Ind iby) hy, fierurbed In ehromlum and copper and these mh “, postal exceptional configurations. This can by we ms, +, Hows ‘, as fol rhe completely filled or half filled Subshety ., bility. Therefore, the subshells of the typ, We,, tiara filled) or py d’, f” (half filled> v Ps), f he usual trend of the filling of cleat My, , stable, If t, followed, chromium should have the configuration ‘my, 2p° aie? Sp? nd’ 4e2, In this configuration 4s js tea |, , nut Jd ts neither completely nor halg qrP!to,, ie an the inter-electronic repulsion forces one an ?, to enter into Jd -subshell to acquire the configuration tie, one 307 3p? qd° 4s’, This makes both 3d and 4g hey, and imparts an extra stability to the atom, Simila, , i>, медь, ожидаемая электронная конфигурация должна быть Yh, 2s, , 35? 3p’ 3d? 4s, Опять же, межэлектронная тг :, 4s-электрон входить в 3d-субш ллон, Понта заполнен. Таким образом, медь приобретает контиги, 15225( 2p® 37 3p® 3d! 4s). В этой конфигурации субг полностью заполнен, а 4s заполнен наполовину. Это придает дополнительную стабильность атому меди. an, Дополнительная стабильность наполовину заполненных и полностью заполненных подрешеток может быть объяснена с точки зрения симметрии illeg, , Подрешетки обладают симметричным распределением ae, что позволяет максимальный обмен электронами Ong, делает систему более стабильной. Поэтому ang, такие подоболочки имеют более низкую энергию и являются Meera, , более стабильными. ; i, , 8.1.4 Определение переходных элементов, , Ранее упоминалось, что, в общем, транзито, , элементы – это те элементы, в которых различныеitn, , электроны входят в (n – 1)d-подоболочку. На основе ¢ электронной конфигурации и общих характеристик, переходные элементы могут быть определены более точно, как указано ниже. , Переходные элементы – это те элементы, которые обладают неполностью заполненными d-орбиталями в их основном состоянии или в их ионах, существующих в химически значимых состояниях окисления, , В свете вышеприведенного определения, давайте рассмотрим элементы первого переходного ряда. За исключением Cu и 2n, все остальные элементы имеют частично заполненные d-орбитали в своей элементарной форме (основном состоянии) и являются настоящими переходными элементами. Cu обладает полностью заполненными d-орбиталями в элементарной форме. Его обычные состояния окисления +1 и +2. Электронная конфигурация Cu, иона Cu* (состояние окисления, = +1) и иона Cu* (состояние окисления = +2) следующая., , 15? 25? ап® 3s? 3p8 34 4s!, Cu’ 152 25? 2p6 462 ap6 gq!, (Cuprous ion) S° 2s” 2p” 3s° 3p° 3d, , Сканировано с помощью CamScanner

Страница 5 : менты (переходные и внутренние ‘переходные рлем, ‘тементы), , ,pioek 2 64.2 4,6, aif L182 298308 pa?, , ol” a cu! ион полностью заполнен d., pot cu sn jon обладает частично заполненным Котманом, 5, CH orcan может рассматриваться как транзитный окт, ех oper re, ion элемент, COPE of Cur fon, т.е. в +2 состоянии окисления, , a рассмотрим случай цинка, Его общий, eel +2 в котором он образует Zn?” ионы. Гонфигурации ионов Zn и Zn** следующие, P44? 20? 2p 30? 3p8 aalOiqy? ‘, é | 132.28? 2p® 367 ap6 al?, fa ” конфигурации это cle;, a ese config lear что neith, regi обладает частично заполненными d-орбиталями, Hed sind, – 0 рассматривается как переходный элемент. ‘, он, в nt ay. последние элементы второй и, si Mtion серии, т.е. кадмий и ртуть также не имеют, wird wailed d-орбиталей как в их элементарной форме и, yn “общее состояние окисления +2, как ясно из, jn ne, крыла, follo¥, , Jet, , east 2p® as? 3p® 3d” 4s? 4p 4d! 542, a 2 2s? 2p® 357 3p° 3d! 452 4p° 4d!, i 2s? 2p® 35? 3p® 3d” 432 4p® 4a? af 14 562 596, , Hg 5d! 6s”, , a: 2s? 2p® 3s? 3p® 3d! 4s? ap® 4d! 4p 552 598 sq!, ‘Thu:, , ents., , elem ence, можно заключить, что конечные члены 1 трех переходных серий, Le., Zn, Cd и Hg не являются переходными элементами в истинном смысле, потому что они обладают полностью заполненными d-орбиталями в своей элементарной форме, а также их обычно существующие ионы. Фактически, Zn, Cd и Hg не проявляют общих характерных свойств переходных элементов и ведут себя совершенно иначе, чем остальные элементы, принадлежащие к d-блоку периодической таблицы. Однако их обычно изучают вместе с элементами d-блока для поддержания рациональной классификации элементов. 8.1.5 Общие свойства переходных элементов, , Переходные элементы, принадлежащие к определенной серии, отличаются только числом (n – 1) d-электронов. Они обладают одинаковым числом электронов в своей валентной оболочке (ns*). Поэтому элементы, принадлежащие к определенной серии, не так сильно отличаются друг от друга по своим физическим и химическим свойствам, как представители элементов, принадлежащих к одному и тому же периоду. Ниже рассматриваются важные тенденции в химии переходных элементов первого ряда. 1, Атомные радиусы, Атомные радиусы переходных элементов лежат между атомными радиусами элементов s- и p-блока. Они перечислены в таблице, , Hg, 5, Cd и Hg не могут считаться переходными, , , , , , , ‘Таблица 8.2, Атомные радиусы d-B, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Первый ряд переходных элементов, Элемент | Атомный радиус, . (pm), Se 164, 1 147, v 135, cr 129, Mn 197, Fe 126, Co 125, Ni 125, cu 128, un 197, Третий переходный ряд, ‘Aomie Radius, , Элемент (om), , la 168, , uf 156, , Ta 143, , w 137, , Re 137, , Os 134, , Ir 136, , Pr 139, , Au 144, , Hg 151, , , , , Атомные радиусы переходных элементов демонстрируют , , , следующие тенденции…, (@ В целом, атомы