Átmenetifémek

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kémiában az átmenetifém kifejezés jelentése kétféle lehet:

  • a periódusos rendszer azon elemeit nevezik így, amelyek a d-mezőben találhatók, beleértve a cinket (Zn), kadmiumot (Cd) és higanyt (Hg) – ezek a 3–12. csoport elemei.
  • Szigorúbban véve a IUPAC, a kémiai nevezéktannal foglalkozó nemzetközi bizottság meghatározása szerint az átmenetifém olyan elem, melynek atomja hiányos d alhéjjal rendelkezik, vagy amelyből hiányos d alhéjú kation keletkezhet. Ezen meghatározás szerint a cink-kadmium-higany csoport nem tartozik az átmenetifémek közé (és talán a 112-es rendszámú elem sem), mivel d10 elektronszerkezettel rendelkeznek. Ez a definíció a periódusos rendszer 3–11. csoportját foglalja magába.
Csoport   3 (III. B) 4 (IV. B) 5 (V. B) 6 (VI. B) 7 (VII. B) 8 (VIII. B) 9 (VIII. B) 10 (VIII. B) 11 (I. B) 12 (II. B)
4. Periódus   Sc 21 Ti 22 V 23 Cr 24 Mn 25 Fe 26 Co 27 Ni 28 Cu 29 Zn 30
5. Periódus   Y 39 Zr 40 Nb 41 Mo 42 Tc 43 Ru 44 Rh 45 Pd 46 Ag 47 Cd 48
6. Periódus   La 57 -

Lu 71

Hf 72 Ta 73 W 74 Re 75 Os 76 Ir 77 Pt 78 Au 79 Hg 80
7. Periódus   Ac 89 -

Lr 103

Rf 104 Db 105 Sg 106 Bh 107 Hs 108 Mt 109 Ds 110 Rg 111 Cn 112

Az egyszerű meghatározás szerint tehát az átmenetifémek közé az a 40 elem tartozik, melyek a periódusos rendszer 3–12. csoportjai egyikében találhatók. Az átmenetifémek közé értik olykor a lantanidákat és az aktinidákat is.

Tulajdonságaik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az átmenetifémeknek általában nagy a szakítószilárdsága és sűrűsége, magas az olvadás- és forráspontja. Ezek a tulajdonságok – az átmenetifémek több más sajátságához hasonlóan – annak köszönhetők, hogy a d alhéj elektronjai képesek a fémrácsban delokalizálódni. Fémes anyagok esetén minél több elektron oszlik meg az atommagok között, annál erősebb a fém.

Az átmenetifémek számos jellemző, közös tulajdonsággal rendelkeznek:

  • Vegyületeik gyakran (de nem mindig) színesek
  • Több oxidációs számuk lehet
  • Legalább egy vegyületükben a d-alhéjuk nincs teljesen betöltve
  • Gyakran jó katalizátorok
  • Szobahőmérsékleten az arany és réz kivételével a színük kékesszürke
  • Szobahőmérsékleten a higany kivételével szilárd halmazállapotúak
  • Komplex ionokat képeznek (akva-komplexeket is beleértve)
  • Gyakran paramágnesesek

Vegyületeikben több oxidációs számuk lehet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az átmenetifémek egyes oxidációs számait mutató ábra.
Az ábrán a telt kör az elem szokásos, az üres kör annak ritkábban előforduló (energetikailag kevésbé kedvező) oxidációs számát mutatja.

Az ábrán látható, hogy:

  • az oxidációs szám a szkandium és mangán között növekszik, majd a rézig csökken. Az ábra formája innen ismétlődik, de megjegyzendő ezen kívül, hogy az ennél nagyobb rendszámú elemek atomjaiban az elektronoknak nagyobb a tendenciája az egy atommaghoz való ragaszkodásra.
  • az alacsonyabb oxidációs állapotban az elemek egyszerű ionokat képeznek, magasabb oxidációs állapotban kovalens kötésbe lépnek elektronegatív elemekkel, például oxigénnel vagy fluorral, és többatomos ionokat képeznek, ún. kromátokat, vanadátokat, permanganátokat, stb.
  • Magasabb oxidációs állapotban az ionok oxidálószerként hathatnak, alacsonyabb oxidációs állapotban redukálószerként.
  • Egy perióduson elején a 2+ ionok erős redukálószerek, majd a rendszám növekedtével egyre stabilabbak lesznek, míg a 3+ ionok az elején stabilak, és a periódusban jobbra haladva egyre jobb oxidáló tulajdonságot mutatnak.

Katalitikus hatásuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az átmenetifémeknek gyakori alkalmazási területe a homogén, vagy heterogén katalizátorként való felhasználás.

Vegyületeik színezettsége[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az átmenetifémek vegyületei vizes oldatának színe balról jobbra Co(NO3)2 (vörös); K2Cr2O7 (narancssárga); K2CrO4 (sárga); NiCl2 (zöld); CuSO4 (kék); KMnO4 (lila).

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Transition metal című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.