Διαφορά μεταξύ στοιχείων μπλοκ D και στοιχείων μετάβασης

Κύρια διαφορά – Στοιχεία μπλοκ D έναντι στοιχείων μετάβασης

Οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν συχνά τους δύο όρους, στοιχεία d block και στοιχεία μετάβασης, εναλλακτικά. Αυτό συμβαίνει επειδή υποθέτουν ότι όλα τα στοιχεία μπλοκ d είναι στοιχεία μετάβασης, αφού τα περισσότερα στοιχεία μπλοκ d είναι στοιχεία μετάβασης. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα στοιχεία μπλοκ d είναι στοιχεία μετάβασης. Η κύρια διαφορά μεταξύ των στοιχείων d μπλοκ και των στοιχείων μετάπτωσης είναι ότι d στοιχεία μπλοκ έχουν είτε πλήρως είτε ατελώς γεμισμένα d τροχιακά, ενώ τα μεταβατικά στοιχεία έχουν γεμίσει ατελώς d τροχιακά τουλάχιστον σε ένα σταθερό κατιόν που σχηματίζουν.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι τα D Block Elements
      – Ορισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα
2. Τι είναι τα Μεταβατικά Στοιχεία
      – Ορισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των στοιχείων μπλοκ D και των στοιχείων μετάβασης
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Αρχή Aufbau, d Block, Diamagnetic, Ferromagnetic, Μεταλλικοί δεσμοί, τροχιακά, Παραμαγνητικά, Στοιχεία Μετάβασης

Τι είναι τα D Block Elements

Τα στοιχεία μπλοκ D είναι χημικά στοιχεία που έχουν ηλεκτρόνια γεμάτα στα d τροχιακά τους. Η πρώτη απαίτηση για ένα στοιχείο να είναι στοιχείο d block είναι η παρουσία d τροχιακών. Στοιχεία που έχουν τουλάχιστον ένα ηλεκτρόνιο στα d τροχιακά τους κατηγοριοποιούνται ως στοιχεία μπλοκ d. Το μπλοκ d του περιοδικού πίνακα βρίσκεται μεταξύ του μπλοκ s και του μπλοκ p.

Ένα σημαντικό γεγονός σχετικά με τα στοιχεία d block είναι ότι έχουν d τροχιακά που είναι μερικώς ή πλήρως γεμάτα με ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με την αρχή Aufbau, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τα τροχιακά σύμφωνα με την αύξουσα σειρά των ενεργειών των τροχιακών. Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν το τροχιακό ns πριν γεμίσουν το τροχιακό (n-1) d. Αυτό συμβαίνει επειδή η ενέργεια του ns τροχιακού είναι μικρότερη από το (n-1) d τροχιακό. Στα στοιχεία της πρώτης σειράς του περιοδικού πίνακα, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν πρώτα το τροχιακό 4s πριν γεμίσουν το τροχιακό 3d.

Εικόνα 1:Η θέση του μπλοκ D στον περιοδικό πίνακα στοιχείων

Αλλά υπάρχουν και ορισμένες εξαιρέσεις. Αν και το επίπεδο ενέργειας είναι χαμηλότερο, μερικές φορές τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τα τροχιακά με την πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, η διαμόρφωση nsnd είναι πιο σταθερή από την nsnd. Αυτό οφείλεται στη σταθερότητα της πλήρους πλήρωσης των d τροχιακών. Τέτοια δύο παραδείγματα φαίνονται παρακάτω.

Chromium (Cr)  =       [Ar]3d 4s

Χαλκός (Cu)       =       [Ar]3d 4s

Εικόνα 2:Ο χαλκός (Cu) έχει ένα ηλεκτρόνιο σε τροχιακό 4s και 10 ηλεκτρόνια σε τροχιακό 3d

Όλα τα στοιχεία του μπλοκ είναι μέταλλα. Παρουσιάζουν πολύ υψηλά σημεία τήξης και σημεία βρασμού λόγω των ισχυρών μεταλλικών τους δεσμών. Η μείωση των ατομικών ακτίνων είναι μικρή σε σύγκριση με αυτή των στοιχείων του μπλοκ s και p. Επιπλέον, οι πυκνότητες είναι πολύ υψηλές λόγω της μεταλλικής φύσης. Λόγω της παρουσίας ηλεκτρονίων d, τα στοιχεία μπλοκ d εμφανίζουν μεταβλητές καταστάσεις οξείδωσης.

Τι είναι τα στοιχεία μετάβασης

Τα μεταβατικά στοιχεία είναι χημικά στοιχεία που έχουν ατελώς γεμίσει d τροχιακά τουλάχιστον σε ένα σταθερό κατιόν που σχηματίζουν. Τα περισσότερα μεταβατικά στοιχεία έχουν ατελή d τροχιακά στα άτομά τους και τα περισσότερα από αυτά σχηματίζουν κατιόντα που έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε d τροχιακά. Λίγα τέτοια παραδείγματα φαίνονται παρακάτω.

Τιτάνιο (Ti)     =       [Ar]3d4s   =       Ti  =       [Ar]3d4s

Βανάδιο (V)   =       [Ar]3d4s    =       V   =       [Ar]3d4s

Σίδηρος (Fe)           =       [Ar]3d4s    =       Fe  =       [Ar]3d4s

Κοβάλτιο (Co)      =       [Ar]3d4s    =       Co  =       [Ar]3d4s

Χαλκός (Cu)    =       [Ar]3d4s   =       Cu  =       [Ar]3d4s

Υπάρχουν ορισμένα στοιχεία μπλοκ που δεν θεωρούνται ως στοιχεία μετάβασης. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν σχηματίζουν κατιόντα με ελλιπή d τροχιακά. Μερικές φορές, το κανονικό άτομο μπορεί να έχει μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια d, αλλά το μόνο σταθερό κατιόν που σχηματίζουν μπορεί να μην έχει ατελές d τροχιακό γέμισμα (Π.χ.:Σκάνδιο). Ακολουθούν παραδείγματα.

Scandium (Sc)   =       [Ar]3d4s        =       Sc   =   [Ar]3d4s

Ψευδάργυρος (Zn)            =       [Ar]3d4s      =       Zn   =    [Ar]3d4s

Όλα τα στοιχεία μετάβασης ανήκουν στο μπλοκ d του περιοδικού πίνακα. Τα μεταβατικά στοιχεία είναι μέταλλα και είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου. Τα περισσότερα από αυτά σχηματίζουν κατιόντα με μεταβλητές καταστάσεις οξείδωσης. Τα σύμπλοκα που σχηματίζονται με τη συμπερίληψη μετάλλων μετάπτωσης είναι πολύχρωμα.

Εικόνα 3:Πολύχρωμα συμπλέγματα που σχηματίζονται από μεταβατικά στοιχεία

Αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης έχουν καταλυτικές ιδιότητες. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ως καταλύτες σε χημικές αντιδράσεις. Σχεδόν όλα τα μεταβατικά στοιχεία είναι είτε παραμαγνητικά είτε σιδηρομαγνητικά λόγω της παρουσίας μεγάλου αριθμού μη συζευγμένων ηλεκτρονίων.

Σχέση μεταξύ στοιχείων μπλοκ D και στοιχείων μετάβασης

• Όλα τα στοιχεία μετάβασης είναι στοιχεία d μπλοκ, αλλά δεν είναι όλα τα στοιχεία d μπλοκ στοιχεία μετάβασης.
• Σχεδόν όλα τα στοιχεία μετάβασης βρίσκονται στο μπλοκ d του περιοδικού πίνακα
• Και τα δύο έχουν πολύ υψηλά σημεία τήξης και υψηλά σημεία βρασμού.
• Τα περισσότερα στοιχεία μπλοκ D και όλα τα μεταβατικά στοιχεία είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου.

Διαφορά μεταξύ στοιχείων μπλοκ D και στοιχείων μετάβασης

Ορισμός

Στοιχεία μπλοκ D: Τα στοιχεία μπλοκ D είναι χημικά στοιχεία που έχουν ηλεκτρόνια που γεμίζουν στα d τροχιακά τους.

Στοιχεία μετάβασης: Τα μεταβατικά στοιχεία είναι χημικά στοιχεία που έχουν ατελώς γεμάτα d τροχιακά τουλάχιστον σε ένα σταθερό κατιόν που σχηματίζουν.

Κατιόντα

Στοιχεία μπλοκ D: Τα στοιχεία μπλοκ D μπορεί να έχουν ή να μην έχουν ατελώς γεμισμένα d τροχιακά στα κατιόντα τους.

Στοιχεία μετάβασης: Τα μεταβατικά στοιχεία ουσιαστικά έχουν ατελώς γεμάτα d τροχιακά στα σταθερά κατιόντα τους.

Χρώματα

Στοιχεία μπλοκ D: Τα στοιχεία μπλοκ D μπορεί να σχηματίζουν πολύχρωμα συμπλέγματα ή όχι.

Στοιχεία μετάβασης: Τα μεταβατικά στοιχεία σχηματίζουν πάντα πολύχρωμα συμπλέγματα.

Μαγνητικές ιδιότητες

Στοιχεία μπλοκ D: Ορισμένα στοιχεία d block είναι διαμαγνητικά ενώ άλλα είναι παραμαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά.

Στοιχεία μετάβασης: Όλα τα μεταβατικά στοιχεία είναι είτε παραμαγνητικά είτε σιδηρομαγνητικά.

Φυσικές ιδιότητες

Στοιχεία μπλοκ D: Ορισμένα στοιχεία μπλοκ d δεν είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου (ο υδράργυρος είναι υγρό), αλλά άλλα στοιχεία d μπλοκ είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου.

Στοιχεία μετάβασης: Όλα τα μέταλλα μετάπτωσης είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου.

Συμπέρασμα

Αν και τα στοιχεία μπλοκ d και τα στοιχεία μετάβασης θεωρούνται συχνά τα ίδια, υπάρχει διαφορά μεταξύ των στοιχείων μπλοκ d και των στοιχείων μετάβασης. Όλα τα στοιχεία μετάβασης είναι στοιχεία μπλοκ d. Αλλά όλα τα στοιχεία μπλοκ d δεν είναι στοιχεία μετάβασης. Αυτό συμβαίνει επειδή όλα τα στοιχεία d μπλοκ δεν μπορούν να σχηματίσουν τουλάχιστον ένα σταθερό κατιόν με ατελές d τροχιακό γέμισμα προκειμένου να γίνουν μέταλλο μετάπτωσης.