الخواص العامة لعناصر السلسلة الانتقالية الأولى

ننظر أولًا إلى قيم الكتلة الذرية لأربعة عناصر من عناصر الفلزات الانتقالية في الدورة الرابعة. يوضِّح الشكل الآتي أن قيم الكتلة الذرية تزيد بوجهٍ عام عندما ننتقل من السكانديوم الواقع في الطرف الأيسر وصولًا إلى النحاس الواقع في الطرف الأيمن. ويُستثنى النيكل من هذا التدرُّج؛ لأن قيمة كتلته الذرية أصغر من قيمة الكتلة الذرية للكوبالت.

الفلز الانتقالي

مثال ١: تحديد الاستثناءات بالنسبة إلى التدرُّج في الكتلة الذرية في خواص الفلزات الانتقالية بالدورة الرابعة

بالرغم من ذلك، عند وصولنا إلى الكروم، يُولِّد التزايد في عدد الإلكترونات في المدار 3 d تنافرًا بين الإلكترونات كافيًا لإيقاف النقصان في أنصاف الأقطار الذرية، وتظل قيم نصف القطر الذري ثابتة بشكل أساسي بالتحرُّك من الكروم إلى النحاس.

بالرغم من ذلك، عند وصولنا إلى الكروم، يُولِّد التزايد في عدد…

ترتبط الكثافة بكتلة الجسم وحجمه، وعندما نتحرَّك من اليسار إلى اليمين عبر الدورة الرابعة، تزيد كتلة الذرة. بالنسبة إلى نصف القطر الذري، كما ذكرنا من قبل، يقل نصف القطر، لكن ليس بانتظام. عندما يجتمع هذان التدرُّجان العامان، يصبح لدينا تدرُّج زيادة الكثافة أثناء التحرُّك عبر الدورة الرابعة، كما هو موضَّح في التمثيل البياني الآتي.

ترتبط الكثافة بكتلة الجسم وحجمه، وعندما نتحرَّك من اليسار إلى اليمين عبر الدورة الرابعة، تزيد كتلة الذرة. بالنسبة إلى نصف القطر الذري، كما ذكرنا من قبل، يقل نصف القطر، لكن ليس بانتظام. عندما يجتمع هذان التدرُّجان العامان، يصبح لدينا تدرُّج زيادة الكثافة أثناء التحرُّك عبر الدورة الرابعة، كما هو موضَّح في التمثيل البياني الآتي.

ترتبط الكثافة بكتلة الجسم وحجمه، وعندما نتحرَّك من اليسار إلى…

تجدر الإشارة هنا إلى أن الفلزات الانتقالية بوجهٍ عام لها كثافة أكبر من كثافة فلزات الفئة s التي تنتمي إلى الدورة نفسها. يُعَد كلٌّ من البوتاسيوم والكالسيوم من فلزات الدورة الرابعة، لكنهما ليسا من عناصر الفلزات الانتقالية. وتبلغ قيمتا كثافتَي البوتاسيوم والكالسيوم 0.89 g/cm 3 و 1.54 g/cm 3.

لا يبدو أن هناك أي تدرُّج أو نمط عام واضح بين درجات الانصهار والأعداد الذرية لعناصر الفلزات الانتقالية بالدورة الرابعة. يمكننا ملاحظة ذلك في الشكل الآتي.

لا يبدو أن هناك أي تدرُّج أو نمط عام واضح بين درجات الانصهار…

ولكن يمكننا صياغة عبارة محدَّدة واحدة متعلِّقة بفلزات الفئة s في الدورة الرابعة. درجة انصهار البوتاسيوم تساوي 336.5 K ودرجة انصهار الكالسيوم تساوي 1‎ ‎115 K، وهكذا فإن درجات انصهار الفلزات الانتقالية في الدورة الرابعة أكبر بكثير من درجات انصهار فلزات الفئة s المناظرة لها. ترتبط الروابط الفلزية بدرجة الانصهار، ممَّا يُشير إلى أن الفلزات الانتقالية في الدورة الرابعة لها روابط فلزية أقوى من البوتاسيوم والكالسيوم.

وعادةً ما تُكوِّن العناصر الانتقالية مركبات ملوَّنة. تنشأ الألوان عن امتصاص بعض الأطوال الموجية للضوء الأبيض بواسطة الفلز الانتقالي ومركبه. ولا ينتج عن هذا الامتصاص سوى بعض الأطوال الموجية للضوء الأبيض الذي يمر عبر المحلول.

تفاعل: تكوين الأمونيا في عملية هابر-بوش

عندما تذوب كريستالات كبريتات النحاس الثنائي المماهة في الماء يتكوَّن الأيون المعقَّد [ C u ( H O ) ] 2 6 2 +. هذا الأيون يميل إلى امتصاص الأطوال الموجية للَّونين الأحمر والبرتقالي، كما هو موضَّح فى المخطط الآتي.

عندما تذوب كريستالات كبريتات النحاس الثنائي المماهة في الماء يتكوَّن الأيون المعقَّد [ C u ( H O ) ] 2 6 2 +. هذا الأيون يميل إلى امتصاص الأطوال الموجية للَّونين الأحمر والبرتقالي، كما هو موضَّح فى المخطط الآتي.

تفاعل: تكوين الأمونيا في عملية هابر-بوش

تُشير عجلة الألوان الآتية إلى العلاقة بين الأطوال الموجية للضوء التي تمتصها الكاتيونات المختلفة واللون المناظر الذي تراه العين البشرية. عند امتصاص الضوء الأحمر والبرتقالي، ترى عين الإنسان اللونين المقابلين لهما على العجلة؛ ومن ثَمَّ يبدو لون المحلول أزرق. تُمتص طاقة الضوء بواسطة الإلكترونات الموجودة في أيونات بها مدارات d ممتلئة جزئيًّا.

تُشير عجلة الألوان الآتية إلى العلاقة بين الأطوال الموجية للضوء التي تمتصها الكاتيونات المختلفة واللون المناظر الذي تراه العين البشرية. عند امتصاص الضوء الأحمر والبرتقالي، ترى عين الإنسان اللونين المقابلين لهما على العجلة؛ ومن ثَمَّ يبدو لون المحلول أزرق. تُمتص طاقة الضوء بواسطة الإلكترونات الموجودة في أيونات بها مدارات d ممتلئة جزئيًّا.

تفاعل: تكوين الأمونيا في عملية هابر-بوش

النقاط الرئيسية