ההבדל העיקרי - רכיבי בלוק D מול רכיבי מעבר

רוב האנשים משתמשים לעתים קרובות בשני המונחים, d רכיבי חסימה ואלמנטים של מעבר, לסירוגין. הסיבה לכך היא שהם מניחים שכל רכיבי הבלוק d הינם רכיבי מעבר מכיוון שרוב רכיבי הבלוק d הינם רכיבי מעבר. עם זאת, לא כל רכיבי הבלוק d הינם רכיבי מעבר. ההבדל העיקרי בין רכיבי בלוק d לבין רכיבי מעבר הוא זה אלמנטים של בלוק d מכילים או אורביטלים מלאים לחלוטין או לא שלמים ואילו לאלמנטים המעבר יש מילוי שלם של חלקי d orbitals לפחות בקטיון יציב אחד שהם יוצרים.

אזורי מפתח מכוסים

1. מה הם רכיבי בלוק D - הגדרה, מאפיינים, דוגמאות 2. מה הם רכיבי מעבר - הגדרה, מאפיינים, דוגמאות 3. מה ההבדל בין רכיבי בלוק D לבין רכיבי מעבר - השוואה בין הבדלים מרכזיים

מונחי מפתח: עקרון Aufbau, d בלוק, דיאמגנטי, פרומגנטי, קשרים מתכתיים, אורביטלים, פרמגנטיים, אלמנטים של מעבר

מה הם רכיבי בלוק D

אלמנטים בלוקים D הם יסודות כימיים עם אלקטרונים מלאים למסלול d שלהם. הדרישה הראשונה של אלמנט להיות אלמנט בלוק d היא הימצאותם של אורביטלים d. יסודות שיש להם לפחות אלקטרון אחד באורביטלים d שלהם מסווגים כאלמנטים של בלוק d. בלוק ה- d של הטבלה המחזורית ממוקם בין הבלוק s ובלוק p.

עובדה אחת חשובה לגבי אלמנטים של בלוק d היא שיש להם d אורביטלים מלאים חלקית או מלאה באלקטרונים. על פי עקרון Aufbau, האלקטרונים ממלאים אורביטלים לפי הסדר העולה של האנרגיות של האורביטלים. במילים אחרות, אלקטרונים ממלאים את מסלול ה- ns לפני מילוי מסלול ה- (n-1) d. הסיבה לכך היא שהאנרגיה של מסלול ns נמוכה יותר ממסלול (n-1) d. באלמנטים של השורה הראשונה בטבלה המחזורית, האלקטרונים ממלאים תחילה את מסלול ה- 4s לפני מילוי המסלול התלת -ממדי.

איור 1: המיקום של בלוק D בטבלה המחזורית של היסודות

אבל יש גם כמה יוצאים מן הכלל. למרות שרמת האנרגיה נמוכה יותר, לפעמים האלקטרונים ממלאים את האורביטלים עם תצורת האלקטרונים היציבה ביותר. לדוגמה, ns¹nd¹⁰ התצורה יציבה יותר מ- ns²nd⁹. זאת בשל יציבות המילוי המלא של אורביטלים d. שתי דוגמאות כאלה מוצגות להלן.

כרום (Cr) = [Ar] 3d⁵4s¹

נחושת (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹

איור 2: לנחושת (Cu) יש אלקטרון אחד במסלול 4s ו -10 אלקטרונים במסלול תלת -ממדי

כל רכיבי הבלוק d הינם מתכות. הם מראים נקודות התכה ונקודות רתיחה גבוהות מאוד בשל הקשרים המתכתיים החזקים שלהם. הירידה ברדיוסים האטומיים היא קלה בהשוואה לאלמנטים של בלוק s ו- p. יתר על כן, הצפיפות גבוהה מאוד בשל הטבע המתכתי. בשל נוכחותם של אלקטרונים d, אלמנטים של בלוק d מראים מצבי חמצון משתנים.

מה הם אלמנטים של מעבר

יסודות המעבר הם יסודות כימיים שיש להם אורביטלים ממולאים לחלוטין, לפחות בקטיון יציב אחד שהם יוצרים. לרוב יסודות המעבר יש אטומים לא שלמים באטומים שלהם ורובם יוצרים קטיונים בעלי אלקטרונים לא מזווגים באורביטלים d. כמה דוגמאות כאלה מוצגות להלן.

טיטניום (Ti) = [Ar] 3d²4s² = Ti⁺² = [Ar] 3d²4s⁰

ונדיום (V) = [Ar] 3d³4s² = V⁺³ = [Ar] 3d²4s⁰

ברזל (Fe) = [Ar] 3d⁶4s² = Fe⁺² = [Ar] 3d⁶4s⁰

קובלט (Co) = [Ar] 3d⁷4s² = Co⁺³ = [Ar] 3d⁶4s⁰

נחושת (Cu) = [Ar] 3d¹⁰4s¹ = Cu⁺² = [Ar] 3d⁹4s⁰

ישנם כמה אלמנטים של בלוק d שאינם נחשבים כאלמנטים של מעבר. הסיבה לכך היא שהם אינם יוצרים קטיונים בעלי אורביטלים d שלמים. לפעמים, לאטום הרגיל עשויים להיות אלקטרונים d לא מזווגים, אך הקטיון היציב היחיד שהם יוצרים עשוי להיות בעל מילוי מסלולי d (למשל: Scandium). להלן דוגמאות.

Scandium (Sc) = [Ar] 3d¹4s² = Sc⁺³ = [Ar] 3d⁰4s⁰

אבץ (Zn) = [Ar] 3d¹⁰4s² = Zn⁺² = [Ar] 3d¹⁰4s⁰

כל יסודות המעבר שייכים לגוש d של הטבלה המחזורית. יסודות המעבר הם מתכות והם מוצקים בטמפרטורת החדר. רובם יוצרים קטיונים בעלי מצבי חמצון משתנים. המתחמים הנוצרים על ידי הכללת מתכות מעבר הם צבעוניים מאוד.

איור 3: מתחמים צבעוניים הנוצרים על ידי אלמנטים מעבר

למתכות המעבר הללו יש תכונות קטליטיות. לכן הם משמשים כזרזים בתגובות כימיות. כמעט כל יסודות המעבר הם פרמגנטיים או פרומגנטיים בשל נוכחותם של מספר רב של אלקטרונים לא מזווגים.

הקשר בין אלמנטים של בלוק D לבין רכיבי מעבר

ההבדל בין רכיבי בלוק D לבין רכיבי מעבר

הַגדָרָה

רכיבי בלוק D: יסודות בלוק D הם יסודות כימיים בעלי אלקטרונים המתמלאים אל אורביטלים d שלהם.

רכיבי מעבר: יסודות המעבר הם יסודות כימיים שיש להם אורביטלים ממולאים לחלוטין, לפחות בקטיון יציב אחד שהם יוצרים.

קטיונים

רכיבי בלוק D: אלמנטים של בלוק D עשויים להיות או לא יכולים להכיל אורביטלים מלאים במלואם בקטיונים שלהם.

רכיבי מעבר: לאלמנטים של המעבר יש בעצם אורביטלים מלאים במלואם בקטיונים היציבים שלהם.

צבעים

רכיבי בלוק D: אלמנטים של בלוק D עשויים ליצור מתחמים צבעוניים או לא.

רכיבי מעבר: רכיבי מעבר תמיד יוצרים מתחמים צבעוניים.

מאפיינים מגנטיים

רכיבי בלוק D: חלק מהאלמנטים של בלוק d הם דיאמגנטיים ואילו אחרים הם פרמגנטיים או פרומגנטיים.

רכיבי מעבר: כל יסודות המעבר הם פרמגנטיים או פרומגנטיים.

תכונות גשמיות

רכיבי בלוק D: חלק מרכיבי הבלוק d אינם מוצקים בטמפרטורת החדר (כספית היא נוזל) אך אלמנטים אחרים של בלוק d הם מוצקים בטמפרטורת החדר.

רכיבי מעבר: כל מתכות המעבר הינן מוצקות בטמפרטורת החדר.

סיכום

למרות שלרוב נחשבים רכיבי בלוק ו- רכיבי מעבר זהים, אך יש הבדל בין רכיבי בלוק d לבין רכיבי מעבר. כל רכיבי המעבר הם אלמנטים של בלוק d. אך כל רכיבי הבלוק d אינם רכיבי מעבר. הסיבה לכך היא שכל רכיבי הבלוק d אינם יכולים ליצור לפחות קטיון יציב אחד בעל מילוי מסלולי d לא שלם על מנת להפוך למתכת מעבר.

הפניות:

1. "רכיבי D-Block". רכיבי D-Block, מאפיינים של מתכות מעבר | [מוגן בדוא"ל] N.p., n.d. אינטרנט. זמין פה. 20 ביולי 2017. 2. הלמנשטיין, אן מארי. "מדוע מתכות מעבר נקראות מתכות מעבר?" ThoughtCo. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. זמין פה. 20 ביולי 2017. 3. "מתכת מעבר". מתכת מעבר - אנציקלופדיה עולמית חדשה. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. זמין פה. 20 ביולי 2017.

באדיבות התמונה:

1. "לוח תקופתי 2, מאת Roshan220195-יצירה משלו (CC BY-SA 3.0) באמצעות Commons Wikimedia2." מעטפת אלקטרונים 029 נחושת-ללא תווית "מאת [[commons: User crap]] (יצירה מקורית של commons: משתמש: גרג רובסון)-(CC BY-SA 2.0 בריטניה) באמצעות Commons Wikimedia3. "פתרונות מעבר-מתכת-צבעוניים" De Benjah-bmm27 הניח (מבוסס על תביעות זכויות יוצרים) (Dominio público) באמצעות Commons Wikimedia