Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
ธาตุทรานสิชัน (TRANSITION ELEMENTS) - Coggle Diagram
ธาตุทรานสิชัน
(TRANSITION ELEMENTS)
ธาตุที่อะตอมหรือไอออนมีอิเล็กตรอน ใน valence
d-orbital หรือ f-orbital ไม่เต็ม
ธาตุพวก d-block และ f-block ในตารางธาตุ
ธาตุหมู่ B ในตารางธาตุ ยกเว้น ธาตุหมู่ IIB
ธาตุหมู่ IIB ไม่จัดเป็นธาตุทรานสิชัน เนื่องจากมีอิเล็กตรอนเต็ม ใน
valence d-orbital และมีสมบัติหลายประการต่างออกไป **
สารประกอบของธาตุทรานสิชัน
ลักษณะการเกิดสารประกอบของธาตุทรานสิชัน
• ธาตุทรานสิชัน มีค่า IE และ EN สูงขึ้นเมื่อเทียบกับโลหะกลุ่ม s
• สารประกอบของธาตุทรานสิชันจึงมี ลักษณะเป็นโคเวเลนต์มากกว่าสารประกอบของโลหะกลุ่ม s-block
• สารประกอบของธาตุทรานสิชันจึง ละลายในตัวท าละลายอินทรีย์ซึ่งเป็นสารประกอบโคเวเลนต์ได้(หลักของ “Like dissolve Like”)
มีสมบัติแม่เหล็กเป็น paramagnetic เพราะมีอิเล็กตรอนเดี่ยวบรรจุในvalence d- หรือ f-orbital
• ธาตุทรานสิชันเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนได้ง่าย และส่วนใหญ่มักมีสี
อันตรายเเละประโยชน์ของธาตุทรานซิชัน
ประโยชน์จากสารปรอท
นอกจากปรอทวัดไข้ที่พบเห็นในชีวิตประจำวันแล้วปรอทยังถูกนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมหลายประเภทดังนี้
อุตสาหกรรมเกี่ยวกับเครื่องมือวิทยาศาสตร์ ใช้ทำอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เช่นเทอร์โมมิเตอร์ บารอมิเตอร์ เครื่องวัดความดันโลหิต
อุตสาหกรรมสี จะใช้ออกไซด์ของปรอททำสีสำหรับสีที่นำไปใช้ทาใต้ท้องเรือเพื่อป้องกันไม่ให้สีแตกและลอกออกได้ง่าย
อุตสาหกรรมเกี่ยวกับโลหะ ปรอทจะถูกใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับโลหะบางชนิดโดยเรียกสารละลายที่ได้ว่าอะมาลกัม เช่น วัสดุที่ใช้ในการอุดฟันเกิดจากเงินผสมกับดีบุกอะมาลกัน
อุตสาหกรรมไฟฟ้า ใช้สารปรอทในการทำสวิตซ์อัตโนมัติสำหรับตู้เย็นและไฟฟ้ากระแสตรง
จากสารปรอท
ปรอท (Mercury) เป็นโลหะหนักชนิดหนึ่งอยู่ในกลุ่มธาตุทรานซิซัน สัญลักษณ์ของธาตุคือ Hg มีมวลอะตอม 200.589 กรัมต่อโมล จุดหลอมเหลว -38.83°C จุดเดือด 356.73°C ความหนาแน่น 13.53 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งเป็นค่าที่สูงมากเมื่อเทียบกับน้ำที่มีความหนาแน่นเท่ากับ 1 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรและด้วยความหนาแน่นที่มากสามารถทำให้ตะกั่วและเหล็กลอยอยู่ได้เมื่อใส่ลงไปในปรอท ลักษณะทางกายภาพเป็นของเหลวสีเงินและสามารถระเหยกลายเป็นไอได้ที่อุณหภูมิปกติ
การแบ่งกลุ่มธาตุทรานสิชัน
แบ่งออกเป็น 3 แถว(อนุกรม) คือ
ธาตุทรานสิชันแถวที่ 1 (First transition series) ได้แก่ ธาตุ Sc ---> Cu
และมีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน 3d-orbital
ธาตุทรานสิชันแถวที่ 2 (Second transition series) ได้แก่ ธาตุ Y ---> Ag
และมีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน 4d-orbital
ธาตุทรานสิชันแถวที่ 3 (Third transition series) ได้แก่ ธาตุ La ---> Au
และมีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน 5d-orbital
ธาตุทรานสิชันที่มีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน d-orbital
• เรียกว่า “ธาตุทรานสิชันหลัก”
ธาตุทรานสิชันที่มีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน f-orbital
• เรียกว่า “ธาตุทรานสิชันชั้นใน (Inner transition)”
(เนื่องจากมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนไม่เต็มใน (n-2) f-orbital ซึ่งอยู่ชั้นในเมื่อ
เทียบกับ valence ns-orbital)
แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม (อนุกรม) คือ
ธาตุอนุกรมแลนทาไนด์ (Lanthanide series) ได้แก่ ธาตุ Ce ---> Lu
มีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน 4f-orbital
ธาตุอนุกรมแอกทิไนด์ (Actinide series) ได้แก่ ธาตุ Th ---> ธาตุ Lr
มีอิเล็กตรอนบรรจุไม่เต็มใน 5f-orbital
โครงแบบอิเล็กตรอนของธาตุทรานสิชัน
ธาตุทรานสิชันที่อยู่ใน คาบที่ n จะมีอิเล็กตรอนเต็มใน ns-orbital และ
บรรจุ ไม่เต็มใน (n-1) d-orbital หรือ (n-2) f-orbital
พบว่าธาตุต่างชนิดกัน จะมีระดับพลังงานของ orbital ต่างๆไม่เท่ากัน
ช่วง ธาตุทรานสิชัน คือ เลขอะตอม 21–29, 39–47 และ57–79 ระดับพลังงานของ(n-1)d-orbital จะต่ ากว่าns-orbital เล็กน้อย
เช่น 3d-orbital < 4s-orbital เล็กน้อย (เลขอะตอม 21-29)
โครงแบบอิเล็กตรอนแบบไม่ปกติ
• ธาตุทรานสิชันในแต่ละแถว (อนุกรม) --> พบว่าธาตุที่อยู่หมู่ 6B และหมู่
1B จะมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนต่างจากหมู่อื่น
• ตัวอย่างพิจารณา ได้แก่ ธาตุ Cr (หมู่ 6B) และ ธาตุ Cu (หมู่ 1B)
สมบัติทั่วไป
สมบัติทางเคมี
ในที่นี้จะกล่าวถึงสมบัติของธาตุทรานสิชันอนุกรมที่ 1 เป็นหลัก
ค่า E
o ของธาตุทรานสิชันมีแนวโน้มมากขึ้นจากซ้ายไปขวาจึงไม่ค่อยว่องไวต่อ
ปฏิกิริยาเท่ากับธาตุกลุ่ม s-block (เช่น ท าปฏิกิริยากับอโลหะได้เมื่อให้ความร้อน
แต่ปฏิกิริยาไม่รุนแรง)
ระดับพลังงานของ (n-1)d-orbital และ ns-orbital ใกล้เคียงกันมาก
การดึง e วงนอกแต่ละตัว จึงใช้พลังงาน IE ล าดับต่างๆ ไม่แตกต่างกันมาก - การเสียอิเล็กตรอน จึงเสียได้ทั้ง (n-1)d-orbital และ ns-orbital
ธาตุทรานสิชันส่วนใหญ่ เมื่อเกิดสารประกอบมีเลขออกซิเดชันได้ > 1 ค่า
เนื่องจาก
สมบัติทางกายภาพ
การที่ธาตุทรานสิชันในอนุกรมที่ 3 มีขนาดใกล้เคียงกับธาตุอนุกรมที่ 2 มากมาจากผลของ “Lanthanide Contraction”
• Lanthanide contraction เกิดจาก
ธาตุทรานสิชันในอนุกรมที่ 3 ได้ผ่านธาตุกลุ่มแลนทาไนด์มาก่อน ซึ่งมีการ
บรรจุ valence electron ใน 4f และ 5d-orbital เช่น Hf = [Xe] 4f
และ 5d-orbita เช่น Hf = [Xe] 4f 14 5d 6s
ธาตุอนุกรมที่ 3 มีเลขอะตอมมาก--> จ านวนโปรตอนที่นิวเคลียสมากส่งผลให้ 6s-electron สามารถดึงดูดกับนิวเคลียสซึ่งมีจ านวนโปรตอนอยู่มากได้ดีอะตอมธาตุเหล่านี้จึงมีขนาดเล็ก
