ธาตุแทรนซิชัน (Transition Elements)

Get Started. It's Free
or sign up with your email address
ธาตุแทรนซิชัน (Transition Elements) by Mind Map: ธาตุแทรนซิชัน (Transition Elements)

1. ธาตุหมู่ VIB (Cr, Mo, W)

1.1. โครเมียม โมลิบดินัม และทังสเตน

1.2. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงมาก

1.3. Cr ใช้เคลือบผิวโลหะ เพื่อป้องกันการผุกกร่อน และเพื่อความสวยงาม

1.3.1. Cr ถูกออกซิไดส์ด้วย O2 เป็น CrO2 เคลือบที่ผิวทนกรดและด่างได้ดีจึงป้องกันเนื้อโลหะข้างใน "protective oxide film"

1.3.2. Cr มีเลขออกซิเดชัน +2, +3, +6

1.3.3. Cr สามารถเกิดปฏิกิริยากับธาตุต่าง ๆ เมื่อได้รับความร้อน เช่น Cr3C2 CrX3 Cr2O3

1.3.4. Cr3+ เสถียรที่สุด เกิดสารเชิงซ้อนมี่เสถียรกับลิแกนด์หลายชนิด ให้สีต่างกัน

1.4. Mo และ W มีสมบัติคล้ายกันมาก มักเกิดสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชันสูง เช่น +4, +5, +6

1.4.1. Mo+6 และ W+6 มักเกิดเป็นโมเลกุลหรือไอออนที่มีอะตอมโลหะจำนวนมากเรียกว่า "Cluster" เช่น [Mn7O24]6-

1.4.2. การเจือ Mo ในเหล็กกล้า ทำให้เหล็กนั้นแข็งขึ้น ในช่วง T กว้างขึ้นกว่าเดิม

1.5. Mo3 และอาจถูกรีดิวซ์ด้วย H2 ได้โลหะบริสุทธิ์ทน T ได้สูงจึงใช้ทำหลอดเอกซ์เรย์ เตาหลอมไฟฟ้า (เตาเผา) และเส้นลวดในหลอดไฟฟ้า

2. ธาตุหมู่ VIIB (Mn, Tc, Re)

2.1. แมงกานีส เทคนีเซียม และรีเนียม

2.2. มีเลขออกซิเดชัน คือ +2, +4, +7 ที่เสถียรที่สุด +2

2.3. Mn ในสภาวะปกติ มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาน้อย ที่ T สูงจะทำปฏิกิริยารุนแรง เช่น MnCl2

2.3.1. Mn แข็งแต่เปราะกว่าเหล็ก ทนความร้อนได้น้อยกว่า

2.4. Tc เป็นธาตุสังเคราะห์ขึ้น ไม่พบในธรรมชาติและเป็นธาตุกัมมันตรังสี มีเลขออกซิเดชัน +4, +7

2.5. Tc และ Re มีสมบัติคล้ายคลึงกันมากและแตกต่างจาก Mn อย่างชัดเจน

2.6. Re มีเลขออกซิเดชัน คือ +3, +4, +7

3. ธาตุหมู่ VIIIB

3.1. ตระกูลเหล็ก (Fe, Co, Ni )

3.1.1. ธาตุทั้งสามมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง มีความว่องไวต่อ rxn ปานกลาง เป็นสาร ferromagnetic

3.1.2. มีเลขออกซิเดชัน +2, +3

3.1.3. มีความแข็งแรงมาก มีการใช้งานในการก่อสร้าง

3.1.4. เหล็ก Fe

3.1.4.1. 1.เหล็กกล้า (steel)

3.1.4.1.1. เหล็กกล้าคาร์บอน

3.1.4.1.2. เหล็กกล้าเจือ

3.1.4.2. 2.เหล็กหล่อ (cast iron)

3.1.4.2.1. สามารถขึ้นรูปได้โดยการหล่อ เพราะหลอมเหลวได้ไม่ยาก และเป็นของไหลที่ดี

3.1.4.3. เมื่ออยู่ในอากาศชื้นจะเกิด สนิม สีน้ำตาลแดง

3.1.5. Co มีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็ก

3.1.6. Ni มักเป็น +2 เช่น NiO, NiS

3.2. ตระกูลแพลทินัม (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt)

3.2.1. มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงมาก

3.2.2. ไม่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา rxn

3.2.3. สารประกอบของธาตุพวกนี้ไม่เสถียรมาก เช่น จะสลายกลายเป็นโลหะที่ T สูง

3.2.4. มีเลขอออกซิเดชัน +2 ถึง +8 แต่ที่สำคัญคือ +2 ถึง +4

3.2.5. Pt ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี และเสถียร ใช้ทำอิเล็กโทรด

4. ธาตุหมู่ IIB (Zn, Cd, Hg)

4.1. สังกะสี แคดเมียม และปรอท

4.2. มีคุณสมบัติคล้ายกับธาตุ representative เช่น จุดหลอมเหลว จุดเดือดต่ำ tensile strength ต่ำ

4.3. ปรอท เป็นธาตุที่หนักที่สุดในกลุ่ม เป็นของเหลวในอุณหภูมิห้อง

4.4. เลขออกซิเดชันสูงสุดคือ +2

4.5. Hg มี +1 ได้แต่อยู่ในรูป diatomic ion (Hg2)2+

4.5.1. มีปริมาณน้อย แต่เตรียมได้ง่ายและใช้ประโยชน์มาก

4.6. Zn และ Cd

4.6.1. มีลักษณะมันวาวคล้ายเงิน เมื่อถูกอากาศ ZnO CdO ที่ผิวทำให้สีขุ่นมัวลงและป้องกันโลหะชั้นในไม่ให้ถูกออกซิไดซ์ใช้เคลือบผิวเหล็กป้องกันสนิม

4.6.2. โลหะที่ต้องใช้ในนำทะเลเคลือบด้วยโลหะ Cd

4.6.3. CdS เป็นสารกึ่งตัวนำใช้ในโซลาร์เซลล์

4.6.4. Zn พบในธรรมชาติ ในรูปของ ZnS เกิดร่วมกับเหล็กและตะกั่ว

5. สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

5.1. 1. ส่วนใหญ่เป็นโลหะมีจุดหลอมเหลว จุดเดือด และความหนาแน่นสูง

5.2. 2. มีเลขออกซิเดชันมากกว่า 1 ค่า ยกเว้นหมู่ lllB

5.3. 3. ธาตุแทรนซิชันมีแนวโน้มที่จะเกิดสารประกอบเชิงซ้อนได้

5.4. 4. รัศมีอะตอมมีแนวโน้มลดลงจากซ้ายไปขวาของคาบ

5.5. 5. ความหนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น เนื่องจากมวลเพิ่มขึ้นในขณะที่ขนาดเล็กลง

5.6. 6. อิเล็กโทรเนกาติวิตีมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

6. ธาตุหมู่ IIIB (Sc, Y, La,...Lu, Ac,..Lr)

6.1. สแคนเดียม อิตเทรียม แลนทานัม และอนุกรมแลนทาไนด์ แอกทิเนียม และอนุกรมแอกทิไนด์

6.2. Sc, Y และ La มีการจัด e- แบบ (n-1) d¹ ns²

6.3. เกิดไอออนแบบ+3 ซึ่งมีการจัด e แบบ (n-1) dº nsº

6.4. ไอออนเหล่านี้จึงคล้ายธาตุเรพรีเซนเททีฟ : สารประกอบไม่มีสี

6.5. เกิดสารประกอบ ไฮดรอกไซด์ คาร์บอเนต และซัลเฟต

6.6. สารประกอบออกไซด์จะเสถียร

6.7. ธาตุในอนุกรมแลนทาไนด์ มีอิเล็กตรอนใน 4f-orbital ไม่เต็มมีเลขอะตอม 58-71 ขนาดเล็กลงเมื่อเลขอะตอมสูงขึ้น

6.8. ธาตุในอนุกรมแอกทิไนด์ มีอิเล็กตรอนใน 5f-orbital ไม่เต็มเลขอะตอม 90-103 ทุกตัวเป็นกัมมันตรังสี และหลายธาตุไม่ปรากฎในธรรมชาติ

7. ธาตุหมู่ IVB (Ti, Zr, Hf)

7.1. ไทเทเนียม เซอร์โคเนียม และแฮฟเนียม

7.2. Ti และ Zr มีเลข oxidation +2, +3, +4 แต่ Hf +4 เท่านั้น

7.3. Ti มีลักษณะวาวคล้ายเงิน มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงมาก แข็ง เหนียว มีความหนาแน่นต่ำสุดในโลหะแทรนซิชัน น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน ใช้ในทันตกรรมและการปลูกถ่ายกระดูก

7.4. สารประกอบ ZrO2 HfO2 มีสมบัติเป็นเบสละลายได้ดีในกรด

7.5. Zr, Hf มีขนาดใกล้เคียงกัน และมีสมบัติทางเคมีและทางกายภาพคล้ายกัน

8. ธาตุหมู่ VB (V, Nb, Ta)

8.1. วาเนเดียม ไนโอเบียม และแทนทาลัม

8.2. โครงแบบอิเล็กตรอน (n-1)d³ ns²

8.2.1. v มีเลขออกซิเดชัน +2, +3, +4, +5 เสถียรที่สุด

8.3. V²+ เป็นตัวรีดิวซ์ที่รุนแรง

8.3.1. สารประกอบ V เช่น VO VO2 V2O3

8.4. Nb และ Ta มีสมบัติทั่วไปคล้ายกัน ในธรรมชาติพบอยู่รวมกัน แยกออกจากกันยาก

8.4.1. Nb เมื่ออุณหภูมิต่ำมาก จะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงขึ้นกลายเป็น superconductor

8.4.2. สารประกอบที่สำคัญ Nb2O5 Ta2O5

9. ธาตุหมู่ IB (Cu, Ag, Au)

9.1. ทองแดง เงิน และทองคำ

9.2. คล้ายโลหะอัลคาไล หมู่ IA

9.3. ทองแดง และทองคำมีประจุ +2 +3 ตามลำดับ

9.4. จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น การเป็นตัวนำดีกว่าหมู่ IA

9.5. Cu ทำลวดนำไฟฟ้า

9.6. Ag และ Au เป็นโลหะอ่อน ดึงยืดเป็นเส้นได้ นำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี ใช้ทำเครื่องประดับ