Элементы блока D и F – Конспекты, темы, формулы, книги, часто задаваемые вопросы

Элементы d- и f-блока – это элементы, электроны которых вошли в d-орбитали и f-орбитали соответственно. Эти элементы имеют общую электронную конфигурацию (n-1) d 1-10 n s 1-2 и (n-1) f 1-14 (n-1) d 1-2 n s 2 . В этой главе вы узнаете о различных свойствах и общих тенденциях, которые демонстрируют эти элементы. Многие из важных элементов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, являются представителями этого семейства, например, железо, цинк, медь, золото и т.д. Эти элементы известны как переходные элементы, поскольку их свойства находятся между элементами s-блока и элементами p-блока. Но есть некоторые элементы, такие как цинк, кадмий и ртуть, у которых всегда полностью заполнены d-орбитали, поэтому эти элементы не считаются переходными.

Существуют различные реальные приложения, связанные с d- и f-блоками элементов, с которыми мы сталкиваемся в жизни. Некоторые из них приведены ниже.

Сдать JEE 2021 с помощью программы онлайн-подготовки к JEE/NEET

• В черно-белых фотографиях пленку промывают, чтобы растворить бромид серебра и образовать серебряный комплекс.

Примечания для элементов d- и f-блоков

В этом разделе вы узнаете о важных темах главы, обзоре, формулах и некоторых важных советах и рекомендациях для подготовки к главе наилучшим образом.

Важные темы – d- и f-блок-элементы

Положение в Периодической таблице

Общие свойства элементов d-блока

Некоторые важные соединения элементов d-блока

Некоторые применения d- и f-блочных элементов

Обзор главы

Положение d-блочных элементов в периодической таблице

В современной форме периодической таблицы d-блок-элементы находятся между группой 3 и группой 12. Общая электронная конфигурация этих элементов имеет вид (n-1) d 1-10 n s 1-2 . Эта d орбиталь всегда заполняется после s орбитали, но в некоторых исключительных случаях, таких как Cr и Cu с электронными конфигурациями 3 d 5 4 s 1 и 3 d 10 4 s 1 соответственно, это происходит потому, что наполовину заполненные орбитали более стабильны, чем в других случаях, и разница в энергии между 4 s и 3 d орбиталями незначительна, поэтому электрону легче перейти на 3 d орбиталь вместо 4 s .

I Серия элементов d-блока

Атомный номер

4 s

3 d

Общие свойства элементов d-блока

Физические свойства: Все металлы d-блока элементов имеют практически одинаковые физические свойства. Все они обладают высокой прочностью на разрыв, пластичностью, металлическим блеском и высокой тепло- и электропроводностью.

Размеры атомов и ионов: Атомные и ионные размеры этих элементов следуют в том же порядке, который мы обсуждали в предыдущей главе – “Атомная структура”. Как и ожидалось, атомные размеры уменьшаются при движении слева направо в периоде и увеличиваются при переходе от серии I(3 d ) к серии II(4 d ). Но при переходе от серии II(4 d ) к серии III(5 d ) не наблюдается значительного увеличения размера атомов. Это объясняется тем, что в серии 5 d заполнение f-орбиталей происходит раньше, чем d-орбиталей. Поскольку электрон на f-орбиталях очень плохо защищен от других электронов, то из-за увеличения ядерного заряда атомный размер уменьшается, это также известно как лантаноидное сокращение, и поэтому неожиданно 4 d элементы и 5 d элементы имеют почти одинаковый размер.

Энтальпии ионизации: Энтальпии ионизации d-блочных элементов увеличиваются в периоде. Первые три энтальпии ионизации элементов первого ряда d-блока приведены в таблице ниже.

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Состояния окисления: Элементы d-блока показывают переменные состояния окисления. Обычно элемент в периоде имеет максимальное число состояний окисления, чем любой другой элемент в периоде, а минимальное число состояний окисления демонстрируют элементы крайнего периода. Причиной переменных состояний окисления этих элементов является неполное заполнение d-орбитали, из-за чего электроны легко смещаются на d-орбиталь, и поэтому они показывают переменные состояния окисления. Состояния окисления первого ряда переходных элементов:

Sc

Те

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

• Магнитные свойства: Для любого вида физической материи при приложении магнитного поля наблюдаются только два вида магнитного поведения – парамагнетизм и диамагнетизм. Парамагнитные вещества – это те, которые притягиваются магнитом, а диамагнитные вещества – те, которые отталкиваются магнитом. Магнитное поведение веществ определяется наличием неспаренного электрона. Если у вещества нет неспаренного электрона, то оно диамагнитно, в противном случае оно парамагнитно.

The magnetic moment of any substance is given by the following formula: >” />n – число электронов. Магнитные моменты некоторых ионов:

Ион

Конфигурация

Неспаренный электрон

Магнитный момент

Образование комплексных соединений и их цвет: Элементы d-блока образуют большое количество комплексных соединений. Комплексные соединения – это соединения, в которых центральный атом металла связан ионами или нейтральными молекулами и образует сложное соединение. Некоторые распространенные примеры – [Fe(CN)₆] 3- и [PtCl₄] 2- .

Эти комплексные соединения поглощают свет определенной длины волны, когда он проходит через эти соединения. Таким образом, цвет, наблюдаемый в этих соединениях, дополняет длину волны поглощенного света.

Образование сплавов: Сплав – это вещество, которое образуется при смешивании двух или более металлов. Эти сплавы по своим свойствам лучше, чем их родительские металлы. Они твердые и имеют высокую температуру плавления. Некоторые из распространенных примеров сплавов – нержавеющая сталь, бр

Лантаноиды Как упоминалось ранее, лантаноиды – это элементы, которые начинаются с лантана с атомным номером 57 до лютеция с атомным номером 71. У этих элементов крайние электроны находятся на f-орбиталях.

Атомный радиус У лантаноидов атомный радиус уменьшается слева направо. В основном, у лантаноидов электроны находятся на f-орбиталях. Эти f-орбитали обладают слабым экранирующим эффектом. Теперь, когда атом увеличивается, а эффект экранирования слабый, атомный радиус уменьшается слева направо. Это уменьшение размера атома из-за плохого экранирующего эффекта известно как лантаноидная контракция.₂Cr₂O₇ Состояния окисления Как и элементы d-блока, эти элементы также демонстрируют переменные состояния окисления. Эта изменчивость состояний окисления обусловлена наличием электронов на f-орбиталях. Благодаря полузаполненным и полностью заполненным f-орбиталям, эти элементы имеют переменную степень окисления.₄).

Физические свойства: Ниже приведены некоторые важные физические свойства лантаноидов:

Лантаноиды – серебристо-белые мягкие металлы.

Их твердость возрастает с увеличением атомного номера.

Их температуры плавления обычно высокие – от 1000 до 1200 К.

Они являются хорошими проводниками тепла и электричества.

Лантаноиды используются для производства легированных сталей.

Актиноиды

Актиноиды – это группа элементов, у которых крайние электроны находятся на 5 f орбитали. Всего таких элементов 14 – от тория до лауренция. Актиноиды являются радиоактивными элементами, и их начальные члены имеют небольшой период полураспада, но последние члены имеют очень короткий период полураспада.

Некоторые применения элементов d- и f-блоков

Существуют различные важные соединения d- и f-блочных элементов и их применение, как указано ниже:

Железо и сталь являются наиболее важными элементами этой группы. Они используются для различных целей, например, для строительства домов, колонн, лезвий для бритья и т.д.

Золото также является важным элементом этой группы. Оно используется для изготовления ювелирных изделий и других видов украшений.

Медь и серебро используются для изготовления монет.

Многие из элементов d-блока и их соединения являются важными катализаторами в различных химических реакциях, например, V

выступает в качестве катализатора при окислении диоксида серы при производстве серной кислоты.

Комплексные соединения никеля используются в полимеризации алкинов.

Светочувствительные свойства AgBr играют важную роль в фотографической промышленности.₂O₅ Как приготовить d – и f- блок Элементы?

Эта глава является частью неорганической химии. Она полностью основана на теории и очень проста в изучении, не нужно запоминать никаких формул.

Прежде чем читать эту главу, сначала вы должны иметь базовые знания по главе – периодическая классификация элементов.

Вы должны четко понимать тенденции изменения различных свойств элементов, таких как размер атома, энтальпия ионизации, степень окисления и т.д.

Отдохнуть от этой главы очень просто, просто будьте регулярны и последовательны в своей практике.

Предписанные книги

Прежде всего, вы должны закончить учебник NCERT XI и XII классов и решить все примеры и нерешенные вопросы, приведенные в нем. Затем для подготовки к продвинутому уровню, такому как JEE и NEET, вы должны следовать О.П. Тандону. Вы должны обязательно решить работы за предыдущие годы. Между тем, в процессе подготовки вы должны постоянно проходить пробные тесты для углубления знаний. Наша платформа поможет вам обеспечить разнообразие вопросов для углубления знаний с помощью видео, статей и пробных тестов.