پشتیبانی

آموزش علوم متوسطه - فلزات واسطه

آموزش علوم متوسطه - فلزات واسطه

با سلام. به درخواست یکی از کاربران مطلبی درباره عناصر واسطه (فلزات واسطه) بر روی وبسایت قرار گرفت. امیدوارم برای ایشان و بقیه دوستان مفید واقع شود:


http://s8.picofile.com/file/8274284784/Transition_Metals.jpg

عناصر واسطه:

در مورد عناصر واسطه باید گفت که رسانایی الکتریکی و قسمت اعظم خواص فلزی مربوط به دریای الکترونی الکترونهای غیرمستقر سطح والانس است که مثلاً تعداد آنها در مورد منگنز، آهن و نیکل 2 است. الکترونهای موجود در اوربیتالهای این عناصر نقش مستقیمی در پیوند فلزی مورد بحث ما در این مدل ساده ندارند ولی در مجموع روی استحکام پیوند فلزی اثر مهمی میگذارند.


بقیه در ادامه مطلب............

فلزات واسطه به کار رفته در مصالح ساختمانی و ماشینآلات از قبیل کروم، منگنز و آهن آرایشهای اوربیتالی زیر را دارند:

این اتمها دارای تعداد قابل توجهی اوربیتالهای تک الکترونی بوده که در بلور فلزی، با اوربیتالهای تکالکترونی مجاور، اندکی همپوشانی کرده و نوعی پیوند کوالانسیبوجود میآورند که بر استحکام و سختی فلز میافزاید و عامل مهمی در افزایش نقطه ذوب آن محسوب میشود.

در آلیاژها نیز معمولاً همین اوربیتالهای تک الکترونی از اتم یک فلز با اوربیتالهای تکالکترونی عنصر یا عناصر انتخابی دیگر همپوشانی کرده و آلیاژهایی با خواص مختلف و مطلوب پدید میآورند.

طبقه بندی عناصر واسطه 
این عنصرها بسته به اینکه الکترون متمایز کننده اتم آنها در تراز( n-1)d و یا در تراز( n-2)f لایه ظرفیت وارد شود، به دو دسته تقسیم میشوند.


فلزات واسطه دسته d 
الکترونهای متمایز کننده اتم این عنصرها در تراز n-۱)d) لایه ظرفیت اتم آنها وارد میشود و عموما (غیر از روی و کادمیم)، در حالت اکسایش صفر و یا دست کم در یکی از حالتهای اکسایش بالاتر از صفر، یک یا چند اوربیتال تک الکترونی در تراز لایه ظرفیت اتم خود دارند. عنصرهای واسطه دوره چهارم (ردیف 3d)، دوره پنجم (ردیف 4d)، دوره ششم (ردیف 5d) و دوره هفتم (ردیف 6d)، جزو این دسته از فلزات هستند.


فلزات واسطه دسته F 
این عناصر که الکترونهای متمایز کننده اتم آنها، در ترازهای n-2)F) لایه ظرفیت که ترازهای نسبتا درونیاند قرار میگیرند، به عناصر واسطه داخلی معروفند و جزو عنصرهای گروه III B در جدول تناوبی میباشند و دو ردیف متمایز از عنصرهای واسطه را شامل میشوند که عبارتند از اکتنیدها و لانتانیدها.

فلز نیکل:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Nickel_chunk.jpg/250px-Nickel_chunk.jpg

خواص فیزیکی عناصر واسطه
به غیر از عناصر واسطه گروه II B (یعنی روی، کادمیم، جیوه) و فلزهای واسطه دیگر)، دماهای ذوب و جوش، گرمای نهان تبخیر، چگالی، سختی، انرژی بستگی نسبتا بالایی دارند (در بین آنها تنها جیوه در دمای معمولی مایع است). شدت این خواص در عنصرهای واسطه میانی هر ردیف بیشتر میشود. دلیل این رویداد، وجود اوربیتالهای تک الکترونی نسبتا زیاد در تراز d و امکان همپوشانی مناسب این اوربیتالها، تشکیل پیوند کووالانسی در شبکه بلور و افزایش انرژی بستگی بلور فلزی است. اما در آخرین عنصر واسطه هر ردیف، انرژی بستگی به پایینترین حد خود نزول میکند.

خواص مکانیکی عناصر واسطه فلزهای واسطه عموما انعطاف پذیرند، قابلیت تغییر شکل دارند، خاصیت چکش خواری، صیقل پذیری، تورّق و مفتول شدن آنها خیلی زیاد است. در مقابل ضربه، فشار و کشش، مقاومت دارند (غیر از جیوه که مایع، روی و کروم که شکنندهاند).

البته فلزهای گروه IB (مس، نقره و طلا) بسیار نرماند. این فلزها با یکدیگر و نیز با برخی نافلزات، آلیازهای بسیار مهمی تشکیل میدهند که خواص و کاربردهای ویژهای در پژوهش، علم و صنعت دارند. از آلیاژ این فلزات در ساخت موتور جت هواپیما، استفاده میشود.
خواص مغناطیسی 

این فلزها عموما (غیر از روی و کادمیم) در حالت آزاد و خنثی و یا دست کم در یکی از حالتهای اکسایش خود در ترکیبها، دارای اوربیتالهای تک الکترونیاند. از اینرو، غالبا در حالت گازی یا در بسیاری از ترکیبات کوئوردیناسیون خود، بویژه با لیگاندهای ضعیف دارای خاصیت پارامغناطیسیاند. بدیهی است برخی از آنها که فاقد الکترون جفتنشدهاند، حتی در حالت آزاد (گازی) دارای خاصیت دیامغناطیسیاند (مانند روی و کادمیم) و یا ممکن است برخی از آنها با داشتن الکترونهای جفتنشده در بلور، آنتی فرومغناطیس باشند و یا در ترکیبات کمپلکس یا لیگاندهای قوی و یا مغناطیس باشند (کروم).

فلز واسطه منگنز:

http://www.nerkhbox.com/upload/news/nerkhbox_album_200.JPG

الکترونگاتیوی 
به علت کوچک بودن اندازه اتم و زیاد بودن بار موثر هسته، عنصرهای واسطه نسبت به عنصرهای اصلی، الکترونگاتیوی و انرژی یونش عنصرهای واسطه نسبت به عنصرهای اصلی همدوره خود بیشتر است.

رسانایی برق و گرما
فلزات واسطه، عموما جریان برق را به خوبی هدایت میکنند، قدرت رسانایی عنصرهای گروه IB از فلزهای دیگر بیشتر است، (دلیل آن پر بودن اوربیتالهای تراز d و وجود اوربیتال تک الکترونی S لایه ظرفیت است). رسانایی گرمایی این فلزات به موازات رسانایی الکتریکی آنها افزایش مییابد. رسانایی الکتریکی وانادیوم از فلزهای دیگر کمتر است.

فلزات واسطه خارجی
این دسته از فلزات را میتوان در خود جدول تناوبی مشاهده نمود، در عناصر واسطه خارجی زیر لایهٔ d در حال پرشدن میباشد، این عناصر نسبت به فلزات گروه اول و دوم سختی، چگالی و دمای ذوب و جوش بالاتری دارند، همه فلزات (اعم از قلیایی، قلیایی خاکی و واسطه و فلزات اصی دسته p) جامد میباشند به جز جیوه که در دمای اتاق به حالت مایع میباشد و یک استثناء به شمار میآید. در آرایش الکترونی این عناصر بی نظمیهای متعددی دیده میشود، برای مثال دو نمونه از این بی نظمیها در دو عنصر Cr و Cu دیده میشوند، گروه یازدهم یا IB با نام فلزات سکه ساز نیز شناخته میشوند که شامل سه عنصر مس، نقره و طلا میباشد، البته در بین فلزات واسطه خارجی نامگذاریهای دیگری نیز وجود دارد که به صورت دستهای صورت گرفتهاند و نظمی بین این دسته بندیها دیده نمیشود، برای مثال دو نمونه از این دسته بندیها عبارتند از:

- فلزات پلاتینی: که شامل شش عنصر پالادیم، پلاتین، رودیم، ایریدیم، روتنیم و اوسمیم میباشد.

- تریادها یا فلزات فرومانتیک یا دستهٔ سه تاییها: که شامل آهن، کبالت و نیکل سه عنصر که در نامگذاری آیوپاک در یک گروه قرار گرفتهاند و در تناوب چهارم جدول تناوبی و گروههای هشتم و نهم و دهم قراردارند.

http://www.theodoregray.com/periodictable/Samples/027.14/s12s.JPG

فلزات واسطه داخلی
با مشاهدهٔ جدول تناوبی دو دسته از عناصر را مشاهده میکنید که جدا از جدول تناوبی و در پایین تصویر قرار گرفتهاند، اینها همان عناصر واسطهٔ داخلی هستند که عناصر دستهٔ اول خواصی مشابه فلز لانتان دارند و به لانتانیدها مشهور هستند و عناصر دستهٔ دوم خواصی مشابه فلز اکتینیم دارند و به اکتینیدها معروف شدهاند.

از آن جا که قرار دادن لانتانیدها و اکتینیدها در خانههای پلاک ۵۷ و ۸۹ میسرنمی شد، این دو گروه در پایین جدول تناوبی و به صورت جداگانه اما با ارجاع به دو عنصر لانتانیم(لانتان) و اکتینیم قرارگرفتهاند.
لانتانیدها: در این عناصر زیرلایهٔ 4f در حال پرشدن میباشد و شامل عناصر از عدد اتمی ۵۸ تا ۷۱ میباشند.
اکتینیدها: در این عناصر زیرلایهٔ 5f در حال پرشدن میباشد و شامل عناصر از عدد اتمی ۹۰ تا ۱۰۳ میباشد، برای مطالعهٔ اکتینیدها ساختارهسته نسبت به آرایش الکترونی عناصر از اهمیت بیش تری برخوردار میباشد، مشهورترین اکتینید که امروزه بحثهای زیادی را در اقتصاد و سیاست و علم به خود اختصاص دادهاست اورانیوم میباشد که از آن انواع استفادههای صلح آمیز و غیر صلح آمیز(برای ساخت سلاحهای شیمیایی) میشود.

از ترکیب فلزات واسطه خارجی با ترکیبات آلی ترکیبات آلی فلزی مهمی با کاربردهای گوناگون تشکیل میشوند.

اگر کلاس نهمی هستید حتما از صفحات زیر بازدید کنید:



برای دانلود پاورپوینت تمامی فصل های علوم نهم کلیک کنید


برای دانلود جزوات تمامی فصل های علوم نهم کلیک کنید

برای دانلود پاسخ فعالیت ها، جمع آوری اطلاعات و... علوم نهم کلیک کنید


نویسنده : نظرات () موضوع : علوم نهم، جزوات علوم نهم، مطالب علمی، شیمی، چهارشنبه 26 آبان 1395 - 04:19 ق.ظ

نظرات

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.

آمار بازدید سایت

بازدیدهای امروز : نفر
--------------------
بازدیدهای روز قبل: نفر
--------------------
بازدید این ماه : نفر
--------------------
بازدید ماه قبل : نفر
--------------------
تاریخ آخرین بروز رسانی :
--------------------
كل بازدیدها : نفر

محصولات

محصولات

بنر ها