حالات التأكسد المختلفة [ عدل] عند المقارنة مع عناصر المجموعة الثانية مثل الكالسيوم ، فإن العناصر الانتقالية تكون أيونات بمدى واسع من حالات التأكسد. وتظهر حالات التأكسد العديدة للعناصر الانتقالية نظرا لأن حالة الامتلاء الجزئي في المستوى الفرعي d تمكن هذه العناصر من تقبل أو إعطاء الإلكترونات في التفاعلات الكيميائية. بينما يفقد أيون عنصر الكالسيوم أكثر من 2 إلكترون، بينما يمكن للعناصر الانتقالية أن تفقد حتى 9 إلكترونات. ويمكن الوصول لسبب هذا عن طريق دراسة المحتوى الحراري للتأين للمجموعتان. الطاقة اللازمة لتحريك إلكترون من الكالسيوم تكون قليلة حتى محاولة تحريك إلكترون من المستوى الفرعي التالي للمستوى s الخارجي والذي يحتوى 2 إلكترون. وفي الواقع فإن Ca 3+ له محتوى حراري مرتفع لدرجة أنه يحدث بندرة شديدة طبيعيا. بينما أي عنصر انتقالي مثل الفانديوم له تقريبا زيادة خطية في المحتوى الحراري للتأين خلال إلكترونات المدارات s، d، نظرا لقرب الطاقة بين المدارات 3d و 4s. وعلى هذا فإن العناصر الانتقالية غالبا ما توجد في حالات عالية. يوضح هذا الجدول بعض حالات التأكسد في مركبات عناصر الفلزات الانتقالية. المرجع Oxtoby 2002.
وتستخدم بالتفاعلات الكيميائية بوصفها عوامل مساعدة. لذلك تحتاج الى العامل المحفز وه مادة تعمل على زيادة سرعة التفاعل دون أن تتغير. ومن العناصر الأخرى التي تعمل بوصفها عوامل مساعدة النيكل والكوبالت والخارصين. وتستخدم العناصر الإنتقالية بوصفها عوامل مساعدة في صناعة الإلكترونات والبلاستيك والأدوية. استعمالات العناصر الانتقالية درجات انصهار معظم العناصر الانتقالية أعلى من درجات انصهار العناصر الممثلة, فمثلاً: الفتيل المستخدم بالمصباح الكهربائي مصنوع من عنصر التنجستون لأن له أعلى درجة انصهار (3410س◦) أعلى من أي فلز آخر. الزئبق له درجة انصهار مقدارها ( -39س◦) أقل من أي فلز آخر لذا يدخل في صناعة مقاييس الحرارة ومقاييس الضغط الجوي وهو الفلز الوحيد الذي يوجد بالحالة السائلة عند درجة حرارة الغرفة ويعتبر سام العناصر الانتقالية الداخلية لماذا سميت بالعناصر الانتقالية الداخلية؟
اختلاف العناصر الانتقالية في التركيب والعدد الذري مقالات قد تعجبك: من أهم ما يميز العناصر الانتقالية الرئيسية عن غيرها من العناصر الانتقالية الداخلية، ويجعلها مختلفة عنها. هو التركيب الكيميائي والعدد الذري. حيث إن العناصر الانتقالية الرئيسية، على الرغم من إنها من الممكن أن تتشابه مع العناصر الداخلية في العدد الذري. إلا إن ما يميزها عن العناصر الداخلية في هذه الحالة، هو إن الإلكترونات تملأ المستويات الإلكترونية بطرق مختلفة. ومن ثم فإن العناصر الداخلية تفقد الإلكترونات الخارجية الخاصة بها، بطريقة أسرع من العناصر الانتقالية الرئيسية. كما إن أنواع العناصر الانتقالية الداخلية، هي اللانثينيدات والأكتينيدات. حيث إن اللانثينيدات تعتبر من العناصر الانتقالية الداخلية. والتي تستخدم في العديد من الصناعات المختلفة، حيث تتميز بالنعومة. والقدرة على الاحتراق بسهولة في الهواء والتفاعل بشكل كبير. أما الأكتينيدات، فهي تتميز كونها مواد مشعة مما يجعلها من أهم وأفضل العناصر الكيميائية. والتي يستخدمها العلماء في التجارب والصناعات النووية. وهذا يفسر الأهمية الكبيرة للعناصر الانتقالية الداخلية في المجالات البحثية.
السبب في تسمية العناصر الانتقاليه بهذا الاسم حيث ان حمل المصطلح معدن انتقالي أو فلز انتقالي في علم الكيمياء تفسيران ممكنان: بصفة عامة هو أي عنصر من عناصر المستوى الفرعى d في الجدول الدوري، بما في ذلك الزنك والسكانديوم. وهذا يطابق تماما مجموعات الجدول الدوري من 3 إلى 12. لتحديد أكثر يمكن أن ترجع للعناصر التي تكون على الأقل بها أيون شبه ممتلئ بالإلكترونات في التوزيع الإلكتروني لعناصر المستوى الفرعي d. وهذا يطابق تماما عناصر المستوى الفرعى d بدون الزنك والسكانديوم. راجع أيضا العناصر الانتقالية الداخلية، وهذا اسم يطلق على أي من عناصر المستوى f. لكل تفسير استخداماته وما يثبته. الأول بسيط وسهل التدوال. بينما تنبع خواص العناصر الانتقالية كمجموعة من قدرتها على المساهمة بإلكترونات تكافؤ المستوى الفرعى s قبل المستوى الفرعى d، وهذه الخاصية تتبعها كل عناصر المستوى الفرعى d فيما عدا الزنك والسكانديوم, ولذا فإنه يفضل استخدام التفسير الأكثر دقة لما له من فائدة في كثير من المواقف. ويتم المساهمة بإلكترونات الأوربيتال d بعد s لأنه بمجرد البدء في ملء الأوربيتال d بالإلكترونات فإنه يقترب من النواة، مما يجعل إلكترونات المستوى الفرعى s أبعد وبالتالي تكون الإلكترونات الخارجية
العناصر الانتقالية تسمى المجموعات ( من3إلى12) العناصر الانتقالية وجميعها فلزات. تتغير خصائص هذه الفلزات بالجدول الدوري من اليسار إلى اليمين بشكل ملحوظ مقارنة بالعناصر الممثلة. تكون معظم العناصر الانتقالية متحدة مع عناصر أخرى على هيئة خامات وقد يكون بعضها حراً كالذهب والفضة أمثلة على العناصر الانتقالية ثلاثية الحديد في الدورة الرابعة بالجدول الدوري هناك ثلاثة عناصر لها خصائص متشابهة وهي: الحديد والكوبالت والنيكل تسمى (ثلاثية الحديد) (ثلاثية الحديد) الحديد أكثر العناصر ثباتاً (عللي) وذلك لشدة تماسك مكونات النواة في ذرته ويمتاز بخاصية مغناطيسية أقوى. كمية الحديد الهائلة التي أوجدها الله سبحانه وتعالى في باطن الأرض تؤدي دوراً مهماً في توليد المجال المغناطيسي للأرض. يصنع المغناطيس الصناعي من مزيج من النيكل والكوبالت والألمونيوم. يستعمل النيكل في البطاريات مع الكادميوم الحديد كذلك ضروري للهيموجلوبين الذي ينقل الأكسجين في الدم الفولاذ ناتج من مزج الحديد مع الكربون ومع عناصر أخرى ويستعمل في بناء الجسور وناطحات السحاب. مجموعة البلاتين عناصر الروثينيوم والروديوم والبلاديوم والأوزميوم والأريديوم تسمى (مجموعة البلاتين) ولها صفات متشابهة فهي لاتتحد بسهولة مع العناصر الأخرى.
الفلزات الانتقالية هي العناصر الكيميائية الأربعين من 21 إلى 29، من 39 إلى 47، ومن 71 إلى 79، ومن 103 إلى 111. وقد تم استخدام انتقالية من مكانها في الجدول الدوري. ففى كل دورة من الدورات الأربعة التي توجد فيها، تمثل هذه العناصر إضافة ناجحة للإلكترونات في المدار d في الذرة. وعلى هذا فإن الفلزات الانتقالية تمثل الحالة الانتقالية بين عناصر المجموعة الثانية وعناصر المجموعة الثالثة عشر. [1] [2] [3] الشكل الإلكتروني [ عدل] عناصر المجموعة الرئيسية السابقة للمجموعة الانتقالية في الشكل الدوري (العناصر من 1 إلى 20) لا يوجد لها إلكترونات في المدار d ولكن في المدارات s ، p فقط. في الدورة الرابعة من السكانديوم إلى الزنك يمتلئ المستوى الفرعي d. فيما عدا مجموعة النحاس ومجموعة الكروم توجد عناصر المستوى الفرعي d في الحالة الأرضية حيث يوجد فيها إلكترونان في المستوى الفرعي s. الشكل الإلكتروني لعناصر المستوى الفرعي d كالتالى: n s 2 ( n-1)d 1-10 حيث n هي رقم الكم الرئيسي. المدار s الخارجي لعناصر المستوى الفرعي d يكون في حالة طاقة أقل من طاقة المستوى الفرعي d للمستوى n-1. ونظرا لأن الذرات تميل لأن تكون في أقل حالات الطاقة، فإنه يتم ملء المدار s أولا، ولكن النحاس (4 s 1 3 d 10) والكروم (4 s 1 3 d 5) هما استثناء ويحتويان على إلكترون واحد في المدار الخارجي نظرا لحالة النصف امتلاء والتي تكون أكثر ثباتا في الطاقة (يحدث ذلك عند وجود 5 أو 10 إلكترونات في المدار d).
الكروم على شكل سيسكوكسيد الكروم، أو أكسيد الكروم، على الألومينا هو المحفز الصناعي الرئيسي لتحويل الهيدروكربونات المشبعة إلى أوليفينات مفيدة (وهي عبارة عن مركبات عضوية غير مشبعة)، بشكل رئيسي من n- بيوتان إلى بيوتلين وبيوتادين. تستخدم المحفزات المحتوية على الحديد في عمليات مختلفة أبرز هذه العمليات إنتاج الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين، هذه العملية التي تم تطويرها في أوائل القرن العشرين، أول تطبيق صناعي رئيسي لتحفيز المعادن الانتقالية، حيث أن المحفز عبارة عن (Fe3O4)، معزز بإضافة كميات صغيرة من أكسيد البوتاسيوم وأكسيد الألومنيوم وأكسيد الكالسيوم والسيليكا. الوظائف البيولوجية للمعادن الانتقالية: العديد من المعادن الانتقالية مهمة لكيمياء الأنظمة الحية، وأشهر الأمثلة على ذلك الحديد والكوبالت والنحاس والموليبدينوم، حيث يعد الحديد إلى حد بعيد المعدن الانتقالي الأكثر انتشارًا وأهمية والذي له وظيفة في النظم الحية؛ حيث تشارك البروتينات التي تحتوي على الحديد في عمليتين رئيسيتين، وهما تفاعلات نقل الأكسجين وتفاعلات نقل الإلكترون (أي تقليل الأكسدة)، وهناك أيضًا عدد من المواد التي تعمل على تخزين ونقل الحديد نفسه.