典型元素と遷移元素の違いは?性質の由来は?電子配置・周期性は?

スポンサーリンク
デフォルト 0未分類

典型元素と遷移元素にはどんな違いがあるんでしょうか?

典型元素と遷移元素の性質的な違いや由来は??電子配置・周期性はどうなっているんでしょうか?

スポンサーリンク

典型元素と遷移元素の違いは?性質の由来は?電子配置・周期性は?

遷移元素は「電子の入り方がおかしい」ということが特徴です。

電子殻にはK殻やL殻というのがありますが、普通順番に内側から電子は入っていきます。

しかし電子軌道の理論的背景から遷移元素は順番に入っていかないのです。

原子の特徴は主に価電子(一番外側の電子数)で決まるのですfが遷移元素は順番に入らないせいで

典型元素とは違う性質を見せてくれます。

ちなみに典型元素は順番に入っていくので価電子数が予想できます。価電子数は族(原子表の縦)によって一定です。

以上の特徴をざっとまとめると

■典型元素

・価電子の数が原子表の「族」と対応している(Naなどの第一族は価電子が1つ)

・よって縦で性質が似てくる(第一族のNaとかLiとかは一価のイオンになりやすい等)

・だから族ごとに特徴づけて覚えることがこの先多い(ハロゲンとかアルカリ金属とか)

・典型元素には金属元素と非金属元素が含まれます。

■遷移元素

・価電子数が高校の範囲では予測不能

・でも価電子数は原子表の横(周期)で似ていることが多いので周期ごとに性質が似ていることが多い・・・といわれています

・イオン価が一種類でないことがほとんど(たとえばクロムはイオンになるとCr6+とかCr3+とかになる)

・1つ1つの原子の特徴を覚えることが多い

・イオンになると色がつく物が多い

原則的に典型元素の金属はイオンになる時、1種類の陽イオンにしかなりません。(鉛とかスズは2種類)

遷移元素はすべて金属で、イオンになる時、何通りかのイオンになれるものが多いです。

■電子軌道について

原子は原子核の周りに電子が飛び回っている構造です。

電子が飛び回れるところを電子殻といい、電子が入れる数が決まっています。

内側から、
K殻 2個
L殻 8個
M殻 18個
N殻 32個
・・・・・・・

電子は内側のK殻から順に入っていくのですが、8個になった時が最も安定です(K殻は2個)。

よって、K殻が2個のHe、L殻が8個のNeは安定な元素で、化合物をつくりません。

M殻も8個の時が安定でArも化合物をつくらない元素です。

ここまでは電子は内側から順に入っていっています。

さて、次のカリウムKは電子がどこに入るかと言うと、9個目がM殻に入るのではなく、N殻に1個電子が入ります。

CaもM殻に電子が2個入っています。

KもCaもM殻にまだ入れるところがあるのに、次のN殻に電子を入れてしまっているのは、M殻が8個で安定しているので、次の9個目を入れることができないからです。

ところが、その次のScからはまたM殻に電子が入ります。

18個入れられるのだから、そろそろ中に入れさせろよ、ということなのでしょうかね。

周期表のScからCuまでどんどんM殻に電子が入って行きます。

次のZnになるとちょうどM殻が18個でいっぱいになります。

このScからCuまでが第4周期における遷移元素です。

というわけで、8個以上電子が入る電子殻に9個目以上が入り、いっぱいになっていない状態が遷移元素です。

電子殻に電子が9個以上入っているとき、その電子はもう1つ上の電子殻に出入りしやすいので、イオンになる時何種類かのイオンのパターンができるのです。

これが遷移元素の特徴です。

ちなみに鉛やスズは典型元素ですが、2通りのイオンになりうるのは不活性電子対効果というまったく別の理由によります。

典型元素と遷移元素の違いまとめ

■典型金属
・同族元素で性質が似ている
・最外殻電子数は族番号の下一桁と一致
・基本的に、イオンになったときの価数は最外殻電子数と一致
・密度が小さいもの(軽金属)が多い

■遷移金属
・隣り合った元素で性質が似ていることが多い
・最外殻電子数は1or2が多い
・一つの元素でも、価数の異なるイオンが複数種存在
・密度が大きいもの(重金属)が多い
・錯イオンを作りやすい
・イオンの水溶液は有色透明が多い

典型元素は内側の電子殻が埋まっていて、原子番号が1増えると最外殻の電子数が1増えるので性質が周期的に変化する。

遷移元素は内側の電子殻に空きがあり、原子番号が1増えても最外殻の電子数があまり変化しないので隣り合った原子も性質が似ている。

遷移金属は、基底状態での電子配置が、d軌道の物です。

電子軌道のM核は、3d軌道までありますが、エネルギー的に安定な4s軌道に最初2個入ります。

次に、3d軌道に入りだします。d軌道に、電子が入っている順番の時が遷移金属と定義できます。

典型金属元素は、sブロック元素とpブロック元素にある金属元素。

遷移金属元素は、dブロック元素。dブロック元素は、3~12族の元素をいうが、12族元素はd軌道が閉殻で、遷移金属元素に特徴的な性質を示さないから、典型金属元素に分類されることがある。

定義としての違いは周期表の位置のみです。

即ち、3族から11族までの元素を遷移元素と呼ぶというのが定義です。特徴や性質は全て『?の場合が多い、一般に?である』であって、定義ではありません。

タイトルとURLをコピーしました