D Στοιχεία μπλοκ που ονομάζονται στοιχεία μετάβασης

Τα στοιχεία D-block είναι εκείνα που έχουν ένα ατελώς γεμάτο d-subshell στη χαμηλότερη ενεργειακή τους κατάσταση ή στην πιο σταθερή κατάσταση οξείδωσης.

Είναι επίσης γνωστά ως στοιχεία μετάβασης.

Το υποκέλυφος (n-1) d περιλαμβάνεται στα μερικώς γεμάτα υποκέλυφος.

Στο πιο απομακρυσμένο κέλυφος, όλα τα στοιχεία μπλοκ d έχουν περίπου τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων.

Ως αποτέλεσμα, έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

Ο σχηματισμός κράματος, το υψηλό σημείο τήξης, η πυκνότητα, οι ατομικές και ιοντικές ακτίνες και οι τυπικές μεταλλικές ιδιότητες είναι μεταξύ των φυσικών ιδιοτήτων των στοιχείων d block. (n-1) (d0-10) Το n(s1-2) αντιπροσωπεύει την ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων d-block. Τα στοιχεία d-block μπορούν να είναι σταθερά είτε σε μισογεμάτο τροχιακό είτε σε πλήρως γεμάτο τροχιακό.

D-block/στοιχεία μετάβασης

Το μπλοκ d, που αναφέρεται επίσης ως μέταλλα μετάπτωσης, βρίσκεται μεταξύ των μπλοκ s και p. Αυτά τα στοιχεία έχουν το όνομα d μπλοκ στοιχεία επειδή το τελευταίο ηλεκτρόνιο αυτών των στοιχείων εισέρχεται στο τελευταίο d υποκέλυφος. Τα στοιχεία d-block βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα μεταξύ των στοιχείων s-block και p-block. Δεδομένου ότι εμφανίζουν μεταβατική συμπεριφορά μεταξύ στοιχείων s-block και p-block, αυτά τα στοιχεία d-block είναι γνωστά ως στοιχεία μετάβασης.

Τα χαρακτηριστικά τους είναι ενδιάμεσα μεταξύ των εξαιρετικά δραστικών μεταλλικών στοιχείων του μπλοκ s, που είναι συνήθως ιοντικές ενώσεις, και των στοιχείων του μπλοκ p, τα οποία είναι ως επί το πλείστον ομοιοπολικά.

Μερικές ιδιότητες στοιχείων d-block/transition.

1. Δραστικότητα:Καθώς μετακινούμαστε από την επάνω αριστερή προς την κάτω δεξιά γωνία του μπλοκ d, οι ηλεκτραρνητικότητα αυξάνονται συνολικά, οι πυκνότητες και η ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα αυξάνονται και οι ενθαλπίες ενυδάτωσης κατιόντων μετάλλων μειώνονται σε μέγεθος.
2. Ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται καθώς μειώνεται η ενέργεια ενεργοποίησης του αντιδρώντος. Αυτή η πτώση προκαλείται από τον καταλύτη, ο οποίος πιθανότατα αλλάζει τη διαδρομή αντίδρασης.
3. Εκτός από το πρώτο και το τελευταίο μέλος της σειράς, όλα τα μεταβατικά στοιχεία παρουσιάζουν διάφορες καταστάσεις οξείδωσης.
4. Από τα στοιχεία της πρώτης μεταβατικής σειράς στις ομάδες των μεταβατικών στοιχείων, το μέγεθος των ατόμων και των ιόντων αυξάνεται. Κάθε φορά που προστίθεται ένα νέο κέλυφος, το ατομικό και ιοντικό μέγεθος αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω.
5. Σε στερεά ή υγρή τους κατάσταση, η πλειονότητα των ενώσεων μετάλλων d-block είναι έγχρωμες.

Τι είναι ένα στοιχείο μετάβασης;

Τα μεταβατικά στοιχεία είναι χημικά στοιχεία που έχουν τουλάχιστον ένα σταθερό κατιόν με μερικώς γεμάτα d τροχιακά. Πολλά μεταβατικά στοιχεία έχουν άτομα με ελλιπή d τροχιακά και πολλά από αυτά σχηματίζουν κατιόντα με ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε d τροχιακά.

Παραδείγματα :

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

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

Ορισμένα στοιχεία μπλοκ d δεν θεωρούνται στοιχεία μετάβασης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν σχηματίζουν κατιόντα με ελλιπή d τροχιακά. Το κανονικό άτομο θα μπορούσε να έχει ασύζευκτα d ηλεκτρόνια κατά καιρούς, ωστόσο το μόνο σταθερό κατιόν που παράγει μπορεί να μην έχει ατελές d τροχιακό γέμισμα.

Όλα τα στοιχεία μετάβασης βρίσκονται στο μπλοκ d του περιοδικού πίνακα. Σε θερμοκρασία δωματίου, τα μεταβατικά στοιχεία είναι μέταλλα που είναι στερεά. Η πλειοψηφία τους σχηματίζει κατιόντα με ποικίλες καταστάσεις οξείδωσης. Οι ενώσεις που σχηματίζονται με την ενσωμάτωση μετάλλων μεταπτώσεως είναι εξαιρετικά πολύχρωμες.

Αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης είναι καταλυτικής φύσης. Ως αποτέλεσμα, χρησιμεύουν ως καταλύτες σε χημικές αντιδράσεις. Λόγω του μεγάλου αριθμού μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, ως επί το πλείστον όλα τα μεταβατικά στοιχεία μπορεί να είναι είτε παραμαγνητικά είτε σιδηρομαγνητικά.

Σχέσεις και διαφορές μεταξύ στοιχείων d-block και στοιχείων μετάβασης

Παρακάτω δίνονται ορισμένες διαφορές μεταξύ των στοιχείων d-block και των στοιχείων μετάβασης :

1. Τα στοιχεία D-block είναι χημικά στοιχεία που έχουν ηλεκτρόνια στα d τροχιακά τους. Ενώ, τα μεταβατικά στοιχεία είναι χημικά στοιχεία που έχουν τουλάχιστον ένα σταθερό κατιόν που έχει μερικώς γεμίσει d τροχιακά.
2. Τα πολύχρωμα συμπλέγματα μπορούν να σχηματιστούν από στοιχεία μπλοκ D ή όχι. Πολύχρωμα συμπλέγματα σχηματίζονται από μεταβατικά στοιχεία ανά πάσα στιγμή.
3. Πολλά στοιχεία d block είναι διαμαγνητικά, ενώ μερικά είναι παραμαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά. Όλα τα μεταβατικά στοιχεία είναι παραμαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά.
4. Πολλά στοιχεία d-block δεν είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου (ο υδράργυρος είναι υγρό), αλλά άλλα είναι, ενώ όλα τα μέταλλα μετάπτωσης είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου.
5. Διάφορα στοιχεία του μπλοκ D εμφανίζουν πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης, ενώ άλλα παρουσιάζουν μία μόνο κατάσταση οξείδωσης και τα στοιχεία μετάβασης παρουσιάζουν πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης.

Σχέσεις μεταξύ στοιχείων μπλοκ D και στοιχείων μετάβασης:

1. Τα στοιχεία μπλοκ D είναι όλα στοιχεία μετάβασης, αλλά δεν είναι όλα τα στοιχεία μετάβασης στοιχεία μπλοκ d.
2. Το μπλοκ d του περιοδικού πίνακα περιέχει σχεδόν όλα τα στοιχεία μετάβασης.
3. Και τα δύο έχουν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες τήξης και βρασμού.
4. Σε θερμοκρασία δωματίου, η πλειονότητα των στοιχείων μπλοκ D καθώς και όλα τα μεταβατικά στοιχεία είναι στερεά.

Συμπέρασμα

Το μπλοκ d, που αναφέρεται επίσης ως μέταλλα μετάπτωσης, βρίσκεται μεταξύ των μπλοκ s και p. Τα στοιχεία d-block βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα μεταξύ των στοιχείων s-block και p-block. Ορισμένα στοιχεία d μπλοκ δεν θεωρούνται μεταβατικά στοιχεία λόγω του γεγονότος ότι δεν σχηματίζουν κατιόντα με ελλιπή d τροχιακά. Παρά το γεγονός ότι τα στοιχεία d block και τα στοιχεία μετάβασης συγχέονται συχνά, υπάρχει μια διάκριση μεταξύ των δύο. Τα στοιχεία μπλοκ D χρησιμοποιούνται για όλα τα στοιχεία μετάβασης. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα στοιχεία μπλοκ d μεταβατικά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, για να γίνουν μέταλλο μετάπτωσης, όλα τα στοιχεία d μπλοκ πρέπει να σχηματίζουν τουλάχιστον ένα σταθερό κατιόν με ατελές d τροχιακό γέμισμα.

Τρεις απλοί δεσμοί C-C με μήκος δεσμού 1,54 Α και τρεις διπλοί δεσμοί C=C με μήκος δεσμού 1,34 Α βρίσκονται στις προαναφερθείσες δομές (Ι) και (ΙΙ). Ωστόσο, ανακαλύφθηκε ότι και οι έξι δεσμοί άνθρακα και άνθρακα είναι πανομοιότυποι και ανακαλύφθηκε ένας ενδιάμεσος δεσμός C-C και C+C 1,39 A. Η κακή αντιδραστικότητα του αλογόνου στο βρωμιούχο βινύλιο μπορεί να εξηγηθεί περαιτέρω από τα φαινόμενα συντονισμού.

Η ενέργεια συντονισμού είναι η διαφορά μεταξύ του πραγματικού μορίου και της πιο σταθερής κανονικής μορφής.

Εφαρμογή εφέ συντονισμού 

Η υψηλή χρησιμότητα της θεωρίας συντονισμού και η αξία της προέρχεται από το γεγονός ότι διατηρεί την απλή και απλοϊκή μορφή της δομικής αναπαράστασης.

• Σταθερότητα του καρβοκατιόντος 

Το καρβοκατιόν που συζεύγει ένα θετικό φορτίο με έναν διπλό δεσμό τείνει να είναι πιο σταθερό. Το αλλυλικό καρβοκατιόν είναι πιο σταθερό από το συγκρίσιμο κατιόν αλκυλίου λόγω της δομής συντονισμού. Οι δομές συντονισμού σχηματίζονται όταν τα αρνητικά ηλεκτρόνια των συζευγμένων διπλών δεσμών αποεντοπίζονται, γεγονός που αυξάνει τη σταθερότητά τους. Η σταθερότητα θα είναι μεγάλη εάν η δομή συντονισμού είναι μεγάλη.

• Carbanion της σταθερότητας 

Η διαθεσιμότητα διπλών δεσμών ή ενός αρωματικού δακτυλίου θα ενισχύσει τη σταθερότητα του ανιόντος γύρω από το αρνητικά φορτισμένο άτομο λόγω του συντονισμού.

Ένα σημείο που πρέπει να σημειωθεί:όσο μεγαλύτερη είναι η δομή συντονισμού, τόσο πιο σταθερή θα είναι.

Λόγω του συντονισμού, το αρνητικό φορτίο στο βενζυλοκαρβανιόν διασκορπίζεται σε επιπλέον άτομα άνθρακα, καθιστώντας το πιο σταθερό από το ανθρακικό αιθυλεστέρα.

• Σταθερότητα ελεύθερων ριζών 

Λόγω της αποπόλωσης των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων σε όλο το σύστημα, οι απλές ρίζες αλκυλίου είναι λιγότερο σταθερές αλλυλικές και βενζυλικές μορφές ελεύθερων ριζών.

Μεσομερές αποτέλεσμα έναντι εφέ συντονισμού 

• Το φαινόμενο συντονισμού μπορεί να οριστεί ως η διαδικασία κατά την οποία δύο ή περισσότερες δομές μπορούν να γραφτούν για την πραγματική δομή ενός μορίου, αλλά καμία από αυτές δεν εξηγεί πλήρως όλα τα χαρακτηριστικά των μορίων. Οι υποκαταστάτες ή οι λειτουργικές ομάδες σε ένα χημικό μόριο προκαλούν το μεσομερικό φαινόμενο, που συμβολίζεται με το γράμμα M.  
• Η μετεγκατάσταση ηλεκτρονίων σε ένα σύστημα είναι γνωστή ως συντονισμός, ενώ το μεσομερικό φαινόμενο είναι γνωστό ως φαινόμενο συντονισμού. Είναι μια μακροπρόθεσμη επίδραση που είναι αξιόπιστη στους υποκαταστάτες ή στις λειτουργικές ομάδες μιας χημικής ένωσης.
• Η ομάδα +R (απελευθέρωση ηλεκτρονίων) είναι ίση με το φαινόμενο +M, ενώ η ομάδα –R (έλξη ηλεκτρονίων) είναι ίση με το φαινόμενο –M.

Αρχή του συντονισμού 

• Ο πιο θεμελιώδης συντονισμός είναι αυτός που δημιουργείται με τη μικρότερη φόρτιση.
• Ο συντονισμός μιας πλήρους οκτάδας είναι πιο ουσιαστικός από εκείνον μιας μερικής οκτάδας. Οι πιο βασικές μορφές είναι εκείνες στις οποίες τα θετικά φορτία λειτουργούν στο λιγότερο ηλεκτραρνητικό άτομο.
• Η δομή συντονισμού με τον μεγαλύτερο ομοιοπολικό δεσμό είναι η πιο σημαντική.

Εφέ συντονισμού έναντι επαγωγικού εφέ 

• Ένα επαγωγικό φαινόμενο εμφανίζεται όταν η πόλωση ενός συνδέσμου προκαλείται από έναν άλλο σύνδεσμο. Από την άλλη πλευρά, το φαινόμενο συντονισμού εμφανίζεται όταν δύο ή περισσότερες δομές μπορούν να περιγραφούν για μόρια, αλλά καμία δεν μπορεί να περιγράψει όλα τα χαρακτηριστικά ενός μορίου από μόνη της.
• Η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ δύο ατόμων σε έναν δεσμό επηρεάζει άμεσα το επαγωγικό αποτέλεσμα, ενώ ο αριθμός των δομών συντονισμού επηρεάζει τη σταθερότητα.

Εμφάνιση συντονισμού 

• Ένας δεσμός pi συζευγμένος με τον άλλο δεσμό pi
• Ένας δεσμός pi συζευγμένος με αρνητικό φορτίο
• Ένας δεσμός pi με θετικό φορτίο συζευγμένο με αυτόν 
• Ένα αρνητικό φορτίο συζευγμένο με το μοναχικό ζεύγος ή ένα θετικό φορτίο συζευγμένο με ένα μοναχικό ζεύγος 
• Ένας δεσμός pi συζευγμένος με ένα μοναχικό ζεύγος ή μια ελεύθερη ρίζα

Συμπέρασμα 

Στη χημεία, ο συντονισμός είναι ένα ενδομοριακό ηλεκτρικό φαινόμενο στο οποίο αλλάζει η θέση ενός δεσμού (των) pi ή ενός μη δεσμευτικού ηλεκτρονίου (ονομάζεται επίσης δεσμός σίγμα). Σε αυτήν τη διαδικασία, ωστόσο, η θέση ενός ατόμου αλλάζει τροποποιώντας τη θέση των ηλεκτρονίων pi ή τη θέση των μη δεσμευτικών ηλεκτρονίων.

Ο συντονισμός είναι μια ιδιότητα των οργανικών ενώσεων. Στην οργανική χημεία, τα μετατοπισμένα ηλεκτρόνια μέσα σε μια συγκεκριμένη ένωση όταν μια μεμονωμένη δομή Lewis δεν εκφράζει τον δεσμό αναφέρονται ως συντονισμός. Για την απεικόνιση μετατοπισμένων ηλεκτρονίων σε ένα ιόν ή μόριο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες δομές γνωστές ως συντονισμός.