المعادن الانتقالية في الجدول الدوري

المعادن الانتقالية هي مجموعة من العناصر المعدنية الموجودة في منتصف الجدول الدوري ، وتحديداً المجموعة من 3 إلى 11. ^[1]

لديهم أيضًا مدارات D مملوءة جزئيًا، مما يسمح لهم بتكوين مركبات معقدة بسهولة وعرض نطاق واسع من حالات الأكسدة .

دعونا نستكشف المزيد عن المعادن الانتقالية في الجدول الدوري.

ما هي المعادن الانتقالية؟

العناصر الانتقالية (أو الفلزات الانتقالية) هي تلك العناصر التي امتلأت جزئيًا بالمدارات، إما في شكلها الأولي (M) أو في حالات الأكسدة الأكثر شيوعًا (M+، M2 ⁺ ، ^M3 ) ^{. +} ، الخ. ).

اسمحوا لي أن أشرح ذلك بكلمات بسيطة مع الأمثلة.

بادئ ذي بدء، الحالة الأولية هي مثل هذا: M؛

ويمكن أن تكون حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا كما يلي: M ⁺ , M ²⁺ , M ³⁺ ، إلخ.

مثال 1: النحاس

التكوين الإلكتروني للنحاس هو: [Ar] 3d ¹⁰ 4s ¹ و

التكوين الإلكتروني لـ Cu ²⁺ هو: [Ar] 3d ⁹ .

يعد النحاس معدنًا انتقاليًا لأنه في حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا (Cu ²⁺ ) يكون قد ملأ مدارات D جزئيًا.

مثال 2: الزنك

التكوين الإلكتروني للزنك هو: [Ar] 3d ¹⁰ 4s ² و

التكوين الإلكتروني لـ Zn ²⁺ هو: [Ar] 3d ¹⁰ .

الزنك ليس معدنًا انتقاليًا لأن حالته الأرضية (Zn) وحالة الأكسدة الأكثر شيوعًا (Zn ²⁺ ) قد ملأت مدارات D بالكامل.

لماذا سميت المعادن الانتقالية بهذا الاسم؟

تسمى المعادن الانتقالية بهذا الاسم لأن خصائصها تعكس التحول من طبيعتها المعدنية إلى طبيعتها غير المعدنية أثناء تحركك من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري.

يرجع هذا الانتقال التدريجي من السلوك المعدني إلى السلوك غير المعدني إلى تغير التكوين الإلكتروني للعناصر أثناء تحركك من اليسار إلى اليمين عبر الكتلة.

تلعب المدارات D دورًا رئيسيًا في هذا التحول، حيث يمكنها المشاركة في الروابط الكيميائية بطرق مختلفة، مما يؤدي إلى تكوين أيونات ومركبات معقدة.

حقائق المعادن الانتقالية

فيما يلي بعض الحقائق حول المعادن الانتقالية.

1. تقع المعادن الانتقالية في وسط الجدول الدوري، مما يعكس خصائصها الإلكترونية والكيميائية الفريدة.
2. تحتوي بعض المعادن الانتقالية على حالات أكسدة متعددة ، مما يعني أنها يمكن أن تشكل أيونات ذات شحنات مختلفة اعتمادًا على ظروف التفاعل.
3. تعتبر بعض المعادن الانتقالية موصلة ممتازة للحرارة والكهرباء، مما يجعلها مهمة في العديد من التطبيقات الصناعية.
4. تتمتع المعادن الانتقالية بمجموعة واسعة من حالات الأكسدة، مما يسمح لها بتكوين مجموعة متنوعة من المركبات ذات الخصائص الكيميائية المختلفة.
5. تشمل المعادن الانتقالية بعضًا من أغلى المعادن، مثل الذهب والفضة والبلاتين ، والتي لها تطبيقات مهمة في المجوهرات والعملات والصناعة.

استخدامات المعادن الانتقالية

وفيما يلي استخدامات بعض المعادن الانتقالية.

1. يُستخدم الحديد في صناعة الفولاذ، الذي يُستخدم في البناء والنقل والعديد من الصناعات الأخرى.
2. يستخدم النحاس في الأسلاك الكهربائية والسباكة وغيرها من التطبيقات التي تتطلب الموصلية الجيدة.
3. ويستخدم التيتانيوم في التطبيقات الفضائية والعسكرية، وكذلك في الزراعة الطبية، وذلك بسبب قوته وخفة وزنه ومقاومته للتآكل.
4. ويستخدم النيكل في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الأخرى، وكذلك البطاريات والطلاء الكهربائي.
5. تُستخدم الفضة في صناعة المجوهرات والعملات المعدنية وغيرها من العناصر الزخرفية، بالإضافة إلى الإلكترونيات والألواح الشمسية والمنتجات المضادة للبكتيريا.
6. ويستخدم الذهب في المجوهرات والعملة وغيرها من العناصر الزخرفية، فضلا عن الإلكترونيات والفضاء والطب.
7. يستخدم البلاتين في المحولات الحفازة والمجوهرات والتطبيقات الصناعية الأخرى بسبب مقاومته للتآكل وقدرته على تحفيز التفاعلات.
8. ويستخدم المنغنيز في صناعة الصلب والبطاريات وغيرها من التطبيقات التي تتطلب معادن قوية وخفيفة الوزن.
9. يُستخدم الكوبالت في صناعة المغناطيس والبطاريات والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مواد قوية ومتينة.

ملخص

المعادن الانتقالية هي مجموعة من العناصر المعدنية الموجودة في منتصف الجدول الدوري مع مدارات D مملوءة جزئيًا والتي تسمح لها بتكوين مركبات معقدة بسهولة وتظهر نطاقًا واسعًا من حالات الأكسدة.

تعكس خصائصها تحولًا في طبيعتها من المعدنية إلى غير المعدنية أثناء انتقالك من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. تحتوي بعض المعادن الانتقالية على حالات أكسدة متعددة وهي موصلة ممتازة للحرارة والكهرباء.

وتشمل المعادن الثمينة والثمينة مثل الذهب والفضة والبلاتين. تُستخدم المعادن الانتقالية في تطبيقات مختلفة مثل البناء والنقل والأسلاك الكهربائية والسباكة والفضاء والطب والمحولات الحفازة الصناعية.