Переходный металл
Английский химик Чарльз Ругели Бери (1890–1968) впервые употребил слово « переход » в этом контексте в 1921 г., когда он упомянул переходный ряд элементов при изменении внутреннего слоя электронов (например , n = 3 в 4-м ряду электронов). в периодической таблице) от стабильной группы из 8 до одной из 18 или от 18 до 32. [5] [6] [7] Эти элементы теперь известны как d-блок.
Элементы групп 4–11 обычно признаются переходными металлами, что подтверждается их типичным химическим составом, то есть большим набором комплексных ионов в различных степенях окисления, окрашенными комплексами и каталитическими свойствами либо в виде элемента, либо в виде ионов (или обоих). Sc и Y в группе 3 также обычно считаются переходными металлами. Однако элементы La–Lu и Ac–Lr, а также группа 12 имеют разные определения у разных авторов.
Поскольку третья форма является единственной формой, которая позволяет одновременно (1) сохранить последовательность возрастающих атомных номеров, (2) f-блок шириной 14 элементов и (3) избежать разделения в d-блоке, в предварительном отчете IUPAC за 2021 год он был предложен в качестве предпочтительной формы. [13] Такая модификация, рассматривающая Lu как переходный элемент, а не как внутренний переходный элемент, была впервые предложена советскими физиками Львом Ландау и Евгением Лифшицем в 1948 году. [17] Вслед за этим ее предложили многие другие физики и химиками, и, как правило, это была классификация, принятая теми, кто рассматривал этот вопрос, [18] но учебники обычно отставали в ее принятии. [19]
Цинк , кадмий и ртуть иногда исключают из числа переходных металлов [5] , так как они имеют электронную конфигурацию [ ] d 10 s 2 , без неполной d - оболочки. [20] В степени окисления +2 ионы имеют электронную конфигурацию [ ]…d 10 . Хотя эти элементы могут существовать и в других степенях окисления, включая степень окисления +1, как в двухатомном ионе Hg2+
2, они все еще имеют полную d - оболочку в этих степенях окисления. Таким образом, элементы группы 12 Zn, Cd и Hg могут, по определенным критериям, классифицироваться в данном случае как постпереходные металлы . Однако часто бывает удобно включить эти элементы в обсуждение переходных элементов. Например, при обсуждении энергии стабилизации кристаллического поля переходных элементов первого ряда удобно также включить элементы кальций и цинк, поскольку оба Ca2+
и цинк2+
имеют нулевое значение, с которым можно сравнить значение для других ионов переходных металлов. Другой пример возникает в ряду констант устойчивости комплексов Ирвинга-Вильямса .
Недавний (хотя и спорный и до сих пор не воспроизведенный независимо) синтез фторида ртути (IV) ( HgF
4) был принят некоторыми, чтобы подкрепить мнение о том, что элементы группы 12 следует рассматривать как переходные металлы, [21] , но некоторые авторы по-прежнему считают это соединение исключительным. [22] Ожидается, что коперниций сможет использовать свои d-электроны для химии, поскольку его подоболочка 6d дестабилизирована сильными релятивистскими эффектами из-за его очень высокого атомного номера, и поэтому ожидается, что он будет вести себя как переходный металл . когда он показывает более высокие степени окисления, чем +2 (которые точно не известны для более легких элементов группы 12).
Хотя мейтнерий , дармштадтий и рентгений находятся в пределах d-блока и, как ожидается, будут вести себя как переходные металлы, аналогичные их более легким сородичам иридию , платине и золоту , это еще не подтверждено экспериментально. Неясно, ведет ли себя коперниций больше как ртуть или имеет свойства, более похожие на свойства благородного газа радона .
