ماذا تسمى العناصر التي تضم المجموعات من 3 الى 12

تسمى العناصر التي تضم المجموعات من 3 الى 12 بـ

العناصر الانتقالية

هي


العناصر التي تضم المجموعات من 3 إلى 12

.

العناصر الانتقالية هي العناصر المتواجدة في الجدول الدوري والتي تضم المجموعات من 3 إلى 12، والتي تُسمى أيضًا بالمجموعات القديمة IIA-IIB، ويُشير ذلك المصطلح إلى أن المستوى الفرعي d، الذي بالكاد يتم ملؤه يكون متواجد عند مستوى طاقة رئيسي أقل من المستوى الفرعي s، والذي بالفعل يسبقه، ويعتبر عنصر السكانديوم هو أول عنصر انتقالي في الجدول الدوري والذي يكون تكوينه الإلكتروني 3d14s2، وهو تكوين يكون عكس تكوين التعبئة، فيتم ملء المستوى s4، قبل المستوى 3d، وكثير ما يتم الإشارة إلى تلك العناصر الانتقالية على أنها معادن انتقالية وذلك لأن جميعها تتكون من معادن، وذلك ما يظهر في خصائصها، ولكنها تكون أقل تفاعل من المعادن الأصلية في المجموعتين 1 و2، فهي العناصر التي تملأ جزئيًا مدارات d، وقد عرف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية IUPAC، عناصر الانتقال كعنصر له قشرة فرعية مملوءة جزئيًا بالإلكترونات، أو كعنصر لديه القدرة على تكوين كاتيونات مستقرة بالمدار d الممتلئ بشكل غير كامل.

فبشكل عام يكون أي عنصر متوافق مع كتلة d في الجدول الدوري الحديث، والذي يتكون من المجموعات من 3 إلى 12، يعتبر عنصر انتقالي، وتعتبر أيضًا عناصر كتلة f والتي تشتمل على مجموعة اللانثانيدات والأكتينيدات من المعادن الانتقالية، وذلك لأن عناصر الكتلة f لم تملأ المدارت f بشكل كامل، ولذلك يتم الإشارة إليها على أنها عناصر انتقالية داخلية أو معادن انتقالية داخلية، ومن المختلط في الأمر أن البعض يعتبر عنصر الزئبق والكادميوم والزنك من العناصر الانتقالية، إلا أنهم ليسوا كذلك وذلك بسبب تكويناتها الإلكترونية، والتي تتوافق مع (n-1) d


10


ns


2


،العناصر الانتقالية من العناصر المشهورة التي يمكن الحصول عليها في الطبيعة في شكلها الحر أي غير المشترك مع عنصر آخر، ومن الأمثلة على ذلك عنصر البلاتين والذهب والفضة، وغالبًا ما نجد أنه يتم الإشارة إلى العناصر الانتقالية باسم عناصر الملئ الفريد نظرًا لخاصية الـ d- block، وتتميز المركبات التي تحتوي على مجموعة متنوعة من العناصر الانتقالية على قدرتها على التلوين بشكل سريع مع الضوء المرئي، ولكن ذلك يكون في مستوى طاقة معين، فلا يتم امتصاص محلول ملون واضح. [1] [2]

خواص العناصر الانتقالية

• 
  تشكل العناصر الانتقالية مركبات وأيونات ملونة، وذلك نظرًا لانتقال الـ dd للإلكترونات.
  
• 
  يوجد بها فجوة منخفضة في الطاقة بين حالات الأكسدة.
  
• 
  يتكون الكثير من المركبات البارامغناطيسية بواسطة العناصر الانتقالية، وذلك بسبب الإلكترونات الغير مزاوجة في المدار d.
  
• 
  يمكن ربطها بمجموعات كبيرة ومتنوعة، ولذلك يوجد العديد من المجمعات المستقرة بواسطتها.
  
• 
  يوجد بها نسبة كبيرة من الشحنات إلى نصف القطر.
  
• 
  ذات كثافة عالية نسبيًا عند مقارنتها بالعناصر الأخرى.
  
• 
  ذات نقاط غليان وانصهار عالية، وذلك بسبب مشاركة الإلكترون d، غير المحدد في الترابط المعدني.
  
• 
  موصلة جيدة للكهرباء.
  
• 
  ذات صلابة عالية.
  
• 
  ذات مركبات تحفيزية نشطة.
  

يوجد العديد من المعادن الانتقالية والتي لها خصائص تحفيزية مفيدة جدًا في الإنتاج الصناعي لبعض المواد الكيميائية، فعلى سبيل المثال، يتم استخدام الحديد كعامل مساعد في عملية هابر لتحضير الأمونيا، ويتم أيضًا استخدام خامس أكسيد الفاناديوم كعامل مساعد في الإنتاج الصناعي لحمض الكبريتيك. [1]

الخواص المعدنية للعناصر الانتقالية

• 
  القابلية للتطويع، من حيث الليونة والقوة والشد العالي واللمعان المعدني.
  
• 
  من الموصلات الجيدة للحرارة والكهرباء.
  
• 
  قابلة للتبلور في هياكل BCC، و CCP، ذات المكعب المحوري والمكعب المحشو.
  
• 
  قابلة للتبلور أيضًا في HCP، ذات الشكل السداسي.
  

على الرغم من سهولة الخواص المعدنية للعناصر الانتقالية بشكل عام إلا أن هناك عناصر انتقالية صعبة جدًا، وذلك لأنها تحتوي على العديد من الإلكترونات غير المزدوجة مثل عنصري الكروم والموليبدينوم. [2]

كثافة العناصر الانتقالية

توجد المعادن الانتقالية بين المجموعة 2A و 3 A و d، والتي تملأ عناصر اليورانيوم جزئيًا هي مدارات d، وهذه العناصر يكون لديها القدرة على تكوين كاتيونات مستقرة مع مدارات d، وفي نفس الوقت ممتلئة بشكل غير كامل، تختلف كثافة العناصر الانتقالية من عنصر إلى آخر ولكن بشكل عام يعتبر العنصر الانتقالي الأعلى كثافة هو عنصر الأوزميوم، والذي ينتمي إلى المجموعة السادسة والثامنة، ويعتبر العدد الذري للأوزميوم هو 76 وتكوينة الإلكتروني هو، [  4، f، 14، 5 ،d، 6، 6 ،s، 2]، وذو كثافة [22.58 جم / ج ،m،  3]، ويحتوي عنصر الأوزميوم على نصف قطر ذري صغير جدًا وأعداد ذرية عالية، وذلك نظرًا إلى كثافتة وذلك لأنها تُمثل كتلة الحجم، فتكون الكتلة معبأة ولكن في حجم صغير جدًا، وبذلك تكون القيمة الكسرية ذات كثافة كبيرة جدًا أيضًا، يتم استخدام عنصر الأوزميوم في إنتاج السبائك الصلبة المستخدمة في أطراف قلم الأساس والإبر والملامسات الكهربائية، ومحاور الأجهزة، كما أنه أيضًا من العناصر التي لها خصائص تحفيزية، ويُعرف الأوزميوم أيضًا بالمتانة والصلابة القصوى، كما يُعرف إنه معدن انتقالي صلب ذو لون مزرق، أو أبيض وينتمي لمجموعة البلاتين.

تشمل العناصر الانتقالية المعروفة أيضًا عنصر التيتانيوم والحديد والكوبالت والمنجنيز والنيكل والنحاس والفضة والذهب والزئبق، ويعتبر أقل العناصر الانتقالية كثافة هو غاز الهيدروجين،


وبشكل عام تتميز المعادن الانتقالية بكثافتها العالية وذلك بسبب الترابط المعدني، الموجود عن طريق إلكترونات المدار d غير الموضعي، مما يؤدي إلى الارتباط أو التماسك الذي بدوره يزيد مع عدد الإلكترونات المشتركة. [3]

أكسدة العناصر الانتقالية

يرتبط عدد كبير من الإلكترونات التي تقوم الذرة بفقدانها أو أكتسبها لكي تنضم إلى ذرة أخرى في المركب الموجود والمرتبط بحالة الأكسدة الخاصة، يتم تحديد قدرة الذرة على الأكسدة وهو فقدان الإلكترون أو تقليله من خلال اكتساب الإلكترون، وبشكل عام تحتوي المعادن الانتقالية على حالات أكسدة عديدة ومتنوعة والتي تمت ملاحظتها بشكل تجريبي، تتشكل الأيونات الخاصة بالذرة عن طريق إضافة أو طرح الشحنات السالبة من الذرة نفسها، مما يساعد على وضع المدارات الذرية في الاعتبار عند تعيين أرقام الأكسدة، وذلك يساعد على فهم المعادن الانتقالية في حالتها الخاصة، ولكن تلك الطريقة لا تعتبر استثناء للطرق الأخرى الملائمة للأكسدة، تقوم الذرة بقبول عدد من الأكسدة الإلكترونية القابلة لتحقيق الاستقرار الأكبر، ثم بعد ذلك يتم التبرع بالإلكترونات، وذلك يكون عندما يقوم المعدن الانتقالي بفقد الإلكترون الخاص به.

وعادًة ما نلاحظ ان المعدن يقوم بفقد الإلكترونات المدارية أولًا، ثم بعد ذلك الإلكترونات الخاصة بالمدار d، وبشكل عام تحتوي معظم المعادن الانتقالية على حالات أكسدة عديدة وذلك نظرًا إلى أن المعادن الانتقالية تقوم بفقد الإلكترون بسهولة تامة، وذلك بنسبة أكبر من فقد الفلزات القلوية والمعادن الأرضية القلوية للإلكترونات، فنجد أن المدار s، للفلزات القلوية الأرضية التكافؤ الخاص بها يكون على إلكترون واحد فقط، وتكون أيوناتها دائمًا ذات حالات أكسدة قدرها +1، وذلك يكون من فقدان إلكترون واحد فقط، وعلى ذلك أيضًا نجد أن المعادن الأرضية القلوية ذات الإلكترونين في المدارات ذات التكافؤ s، ينتج عنها +2 أيون في حالة الأكسدة وذلك أيضًا عند فقدان تلك الإلكترونية وعبها تكون المعادن الإلكترونية ولكن بطريقة أخرى. [1]