المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Electronic Structure and Reactivity of the Transition Metals  
  
1567   09:03 مساءً   date: 26-2-2019
Author : ........
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : ............


Read More
Date: 28-2-2017 1404
Date: 22-3-2017 5268
Date: 21-1-2018 1343

Electronic Structure and Reactivity of the Transition Metals

The valence electron configurations of the first-row transition metals are given in Table 1 . As we go across the row from left to right, electrons are added to the 3d subshell to neutralize the increase in the positive charge of the nucleus as the atomic number increases. With two important exceptions, the 3d subshell is filled as expected based on the aufbau principle and Hund’s rule. Unexpectedly, however, chromium has a 4s13d5 electron configuration rather than the 4s23d4 configuration predicted by the aufbau principle, and copper is 4s13d10 rather than 4s23d9. In Chapter 7, we attributed these anomalies to the extra stability associated with half-filled subshells. Because the ns and (n − 1)d subshells in these elements are similar in energy, even relatively small effects are enough to produce apparently anomalous electron configurations.

Table 1: Valence Electron Configurations of the First-Row Transition Metals

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
4s23d1 4s23d2 4s23d3 4s13d5 4s23d5 4s23d6 4s23d7 4s23d8 4s13d10 4s23d10

In the second-row transition metals, electron–electron repulsions within the 4d subshell cause additional irregularities in electron configurations that are not easily predicted. For example, Nb and Tc, with atomic numbers 41 and 43, both have a half-filled 5s subshell, with 5s14d4 and 5s14d6 valence electron configurations, respectively. Further complications occur among the third-row transition metals, in which the 4f, 5d, and 6s orbitals are extremely close in energy. Although La has a 6s25d1 valence electron configuration, the valence electron configuration of the next element—Ce—is 6s25d04f2. From this point through element 71, added electrons enter the 4f subshell, giving rise to the 14 elements known as the lanthanides. After the 4f subshell is filled, the 5d subshell is populated, producing the third row of the transition metals. Next comes the seventh period, where the actinides have three subshells (7s, 6d, and 5f) that are so similar in energy that their electron configurations are even more unpredictable.

As we saw in the s-block and p-block elements, the size of neutral atoms of the d-block elements gradually decreases from left to right across a row, due to an increase in the effective nuclear charge (Zeff) with increasing atomic number. In addition, the atomic radius increases down a group, just as it does in the s and p blocks. Because of the lanthanide contraction, however, the increase in size between the 3d and 4d metals is much greater than between the 4d and 5d metals (Figure 23.1).The effects of the lanthanide contraction are also observed in ionic radii, which explains why, for example, there is only a slight increase in radius from Mo3+ to W3+.

Figure 1 : The Metallic Radii of the First-, Second-, and Third-Row Transition Metals. Because of the lanthanide contraction, the second- and third-row transition metals are very similar in size.

As you learned previously, electrons in (n − 1)d and (n − 2)f subshells are only moderately effective at shielding the nuclear charge; as a result, the effective nuclear charge experienced by valence electrons in the d-block and f-block elements does not change greatly as the nuclear charge increases across a row. Consequently, the ionization energies of these elements increase very slowly across a given row (Figure 2

). In addition, as we go from the top left to the bottom right corner of the d block, electronegativities generally increase, densities and electrical and thermal conductivities increase, and enthalpies of hydration of the metal cations decrease in magnitude, as summarized in Figure 2

. Consistent with this trend, the transition metals become steadily less reactive and more “noble” in character from left to right across a row. The relatively high ionization energies and electronegativities and relatively low enthalpies of hydration are all major factors in the noble character of metals such as Pt and Au.

Figure 2 : Some Trends in Properties of the Transition Metals. The electronegativity of the elements increases, and the hydration energies of the metal cations decrease in magnitude from left to right and from top to bottom of the d block.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .