전이금속
있는 속성의 수는 공유하여 전환되는 요소에서 발견되지 않는 다른 요소에서 결과를 부분적으로 채워진 d 쉘입니다. 이러한 include
- 의 형성 화합물의 색상으로 인해 d d 전자 전환
- 형성 화합물의 많은에서 산화 상태로 인해 상대적으로 낮은 에너지 사이의 격차는 다양한 산화국
- 의 형성에는 많은 기존 화합물의 존재로 인해 홀 d 전자. 주요 그룹 원소의 몇 가지 화합물도 상자성입니다(예: 산화질소,산소)
대부분의 전이금속에 바인딩할 수 있는 다양한 리간드,수의 다양한 전이금속합니다.
컬러 화합물
3)
2(빨간색);K
2cr
2O
7(오렌지); K
2CrO
4(노란색);NiCl
2(청록색);CuSO
4(블루);KMnO
4(자주색).
컬러에서의 전환-시리즈 금속 화합물은 일반적으로 전자의 전환의 두 가지 주요 형식입니다.
- 전하 이동 전환. 전자는 우세하게 리간드 궤도에서 우세하게 금속 궤도로 점프하여 리간드 대 금속 전하 전달(LMCT)전이를 야기 할 수있다. 이들은 금속이 높은 산화 상태에있을 때 가장 쉽게 발생할 수 있습니다. 예를 들어,크롬산염,중크롬산염 및 과망간산 염 이온의 색은 LMCT 전이에 기인합니다. 또 다른 예는 mercuric iodide,HgI2 가 LMCT 전이 때문에 적색이라는 것입니다.
금속을 리간드의 전송(MLCT)로 전환될 가능성이 높을 때의 금속에 산화 상태와 리간드를 쉽게 감소됩니다.
일반적인 전하 이동 전이에서 d-d 전이보다 더 강렬한 색상을 초래합니다.
- d-d 전환. 전자는 하나의 d-궤도에서 다른 궤도로 점프합니다. 전이 금속의 복합체에서 d 오비탈은 모두 동일한 에너지를 갖지 않습니다. D 오비탈의 분할 패턴은 결정장 이론을 사용하여 계산할 수 있습니다. 분할의 정도는 특정 금속,그 산화 상태 및 리간드의 성질에 의존한다. 실제 에너지 레벨은 Tanabe-Sugano 다이어그램에 표시됩니다.
에 centrosymmetric 단지와 같은 팔면체 단지,d d 전환에 의해 금지되어 Laporte 규칙만 때문에 발생 vibronic 커플링에서는 분자 진동 발생과 함께 d d 변환. 사면체 단지는 좀 더 강렬하기 때문에 색상을 혼합 d and p orbitals 가 없는 경우 중심의 대칭,그래서 전하는 순수하지 않 d d 전환이 있습니다. D-d 전이에 의한 밴드의 몰 흡수율(ε)은 대략 5-500M−1cm−1(여기서 M=mol dm−3)범위에서 비교적 낮다. 일부 d-d 전환은 스핀 금지. 예를 들어 발생합에서 팔면체,고핀의 복합체 망간(II)는 d5 구성하는 다섯 전자는 병렬 스핀;의 색깔과 같은 단지는 많은 약에서보다 단지와 회전을 허용 전환이 있습니다. 망간(II)의 많은 화합물은 거의 무색으로 나타납니다. 2+
의 스펙트럼은 가시 스펙트럼에서 약 0.04M-1cm-1 의 최대 몰 흡수율을 나타낸다.
산화국
특성의 전이금속은 그들이 전시 두 개 이상의 산화국은,일반적으로 의해 서로 다른 하나입니다. 예를 들어,화합물의 바나듐에서 알려진 모든 산화국 사이의 -1 등−
,+5,같은 VO3−
그룹 13 내지 18 의 주요 그룹 원소는 또한 다중 산화 상태를 나타낸다. 이들 원소의”일반적인”산화 상태는 전형적으로 하나 대신에 2 로 상이하다. 예를 들어,단일 갈륨 원자가 존재하는 산화 상태+1 및+3 의 갈륨 화합물이 존재한다. 아무 화합물의 Ga(II)알려져 있:이러한 화합물이 짝이 없는 전자와 행동으로 무료 급진적이고 파괴됩니다. 유일한 화합물에서는 갈륨은 공식적인 산화 상태+2dimeric 화합물과 같이 2−
포함하는 Ga-Ga 채권을 형성에서 짝이 없는 전자서 각 Ga atom. 따라서의 주요 차이점에서 산화국,사 전환 요소와 다른 요소는 산화 상태에서 알려진이 있는 단일 원자의 요소 및 하나 이상의 짝이 없는 전자.
의 최대의 산화 상태로 첫 번째 행에서는 전이금속의 수와 동일한 원자의 전자에서 티타늄(+4)최대 망간(+7),하지만 감소에서 나중에 요소입니다. 두 번째 행에서는 최대 값이 루테늄(+8)으로 발생하고 세 번째 행에서는 최대 값이 이리듐(+9)으로 발생합니다. −
및 OsO
4 와 같은 화합물에서,원소는 공유 결합에 의해 안정한 구성을 달성한다.
가장 낮은 산화국에 전시되어 있는 금속 카 단지 등과 같은 Cr(CO)
6(산화 상태로)그리고 2
(산화 상태 -2)에서 18-전자 규칙은 순종합니다. 이 복합체는 또한 공유 결합이다.
이온 성 화합물은 대부분 산화 상태+2 및+3 으로 형성됩니다. 수용액에서,이온은(보통)팔면체로 배열 된 6 개의 물 분자에 의해 수화된다.
자기
전이금속 화합물의 상자성이 있을 때 하나 이상의 짝 d 전자. 4 와 7d 사이의 전자를 가진 8 면체 복합체에서는 높은 스핀 상태와 낮은 스핀 상태가 모두 가능합니다. 를 사용할 수 있는 전이금속 복합체와 같은 2−
높은 회전하기 때문에 크리스탈 필드를 분리가 작은 그래서 에너지를 얻은 것으로 미덕의 전자에있는 낮은 에너지는 궤도 항상보다 적은 에너지 필요한 쌍 회전합니다. 일부 화합물은 반자성입니다. 여기에는 8 면체,저 스핀,d6 및 사각 평면 d8 복합체가 포함됩니다. 이러한 경우에,결정 필드 분할은 모든 전자가 짝을 이루도록한다.
강자성은 개별 원자가 상자성이고 스핀 벡터가 결정질 물질에서 서로 평행하게 정렬 될 때 발생합니다. 금속 철 및 합금 알 니코는 전이 금속을 포함하는 강자성체의 예이다. 반 강자성은 고체 상태에서 개별 스핀의 특정 정렬에서 발생하는 자기 특성의 또 다른 예입니다.
촉매 특성
전이 금속 및 이들의 화합물은 균질하고 이질적인 촉매 활성으로 알려져있다. 이 활동은 다중 산화 상태를 채택하고 복합체를 형성하는 능력에 기인합니다. 바나듐(V)산화물(에게 연락 프로세스),정밀하게 나누어 철(에 하버 프로세스),니켈(에서 수소첨가 촉매)은 몇몇의 예입니다. 촉매에서 단단한 표면(접한 기반 촉매제)관련의 형성 채권 사이의 반응 분자와 원자의 표면의 촉매제(첫 번째 행에 전이금속을 이용한 3d 및 4s 전자 본딩). 이의 효력이 있는 농도가 증가의 반응에서 촉매의 표면과도의 약화는 채권에 반응하는 분자(활성화 에너지가 저하). 또한 전이 금속 이온은 산화 상태를 변화시킬 수 있기 때문에 촉매로서보다 효과적이된다.
흥미로운 유형의 촉매 작용은 반응의 생성물이 더 많은 촉매(자동 촉매)를 생성하는 반응을 촉매 할 때 발생합니다. 한 예는 산성화 된 과망간산 칼륨(또는 망간산 염(VII))과 옥살산의 반응이다. 약간의 Mn2+가 생성되면 MnO4 형성 Mn3+와 반응 할 수 있습니다. 그런 다음 다시 Mn2+를 형성하는 C2O4−이온과 반응합니다.
물리적 특성
이름에서 알 수 있듯이 모든 전이 금속은 금속이며 따라서 전기의 전도체입니다.
일반적으로 전이 금속은 고밀도 및 고 융점 및 끓는점을 갖는다. 이러한 특성은 delocalized d 전자에 의한 금속 결합으로 인해 공유 전자의 수에 따라 증가하는 응집력을 유도합니다. 그러나 그룹 12 일 금속이 훨씬 낮은 녹는과 끓는점이기 때문에 그들의 전체 d sub-껍질을 방지하 d–d 접합 다시 구별하는 경향이있에서 그들을 받아들여 전이금속입니다. 수은은 -38.83°C(-37.89°F)의 융점을 가지며 실온에서 액체입니다.
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