アルミニウムは遷移金属ですか? (+ 他に知っておくべき 3 つのこと)

いいえ、アルミニウムは遷移金属とみなされません。遷移金属は、周期表のブロック D、特に第 2 族 (アルカリ土類金属) と第 11 族の間の中間部分にある元素です。アルミニウムは金属元素ですが、遷移金属として分類されていません。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

なぜアルミニウムは遷移金属ではないのでしょうか?

アルミニウムは、その電子配置と価電子殻に部分的に満たされた D 軌道が存在しないため、遷移金属として分類されません。遷移金属は、共通の酸化状態の少なくとも 1 つで部分的に満たされた d 軌道を持つものとして定義されます。

アルミニウムの場合、周期表の第 13 族に属し、ホウ素族としても知られています。原子番号は 13、電子配置は [Ne] 3s ² 3p ¹です。この配置は、アルミニウムが 2s および 2p 軌道を完全に満たしており、その価電子が 3s および 3p 軌道にあることを意味します。

一方、遷移金属はs軌道とd軌道に価電子を持っています。これらの金属は、s 軌道と d 軌道から異なる数の電子を失う可能性があり、その結果、さまざまな安定したイオンが形成されるため、複数の酸化状態を示すことがよくあります。

アルミニウムは、良好な導電性や展性などの金属特性を示しますが、遷移金属グループを定義する特徴的な電子配置や部分的に満たされた D 軌道を欠いています。したがって、遷移金属としては分類されず、周期表の第 13 族の代表元素または主族元素として分類されます。

ここでは、遷移金属のいくつかの特徴と、アルミニウムがこれらの遷移金属とどのように異なるかを示します。

部分的に満たされた d 軌道:遷移金属は、その電子配置において d 軌道を占有する電子を持っています。しかし、アルミニウムの d 軌道には電子がありません。 [Ne] 3s² 3p¹ の電子配置は、d 軌道がその価電子殻に関与していないことを示しています。
可変酸化状態:遷移金属は、部分的に満たされた D 軌道が利用可能であるため、複数の酸化状態で存在することができ、電子を容易に受容または供与することができます。一方、アルミニウムは通常、+3 という 1 つの酸化状態のみを持ちます。遷移金属のように、さまざまな酸化状態を示す柔軟性はありません。
有色化合物の形成:遷移金属は、特定の波長の光を吸収する部分的に満たされた D 軌道の存在により、有色化合物を形成することが知られています。ただし、アルミニウム化合物は、光の吸収と透過に関与する部分的に満たされた D 軌道を欠いているため、一般に遷移金属化合物に伴う鮮やかな色を示しません。

したがって、その電子配置と部分的に満たされた D 軌道がないため、アルミニウムは遷移金属として分類されません。むしろ、それは代表要素または主要グループ要素のカテゴリーに分類されます。