आवर्त प्रणाली की चौथी अवधि। आवधिक प्रणाली की अवधि के डी-तत्व डी से तत्व 4 की सामान्य विशेषताओं से मेल खाती है
परिभाषा
पोटैशियम- चतुर्थ आवर्त का प्रथम तत्व। यह आवर्त सारणी के मुख्य (ए) उपसमूह के समूह I में स्थित है।
एस - परिवार के तत्वों को संदर्भित करता है। धातु। इस समूह में शामिल धातु तत्वों को सामूहिक रूप से क्षारीय कहा जाता है। पदनाम - के। सीरियल नंबर - 19. सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान - 39.102 एमयू।
पोटेशियम परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना
एक पोटेशियम परमाणु में एक धनात्मक आवेशित नाभिक (+19) होता है, जिसके अंदर 19 प्रोटॉन और 20 न्यूट्रॉन होते हैं, और चारों ओर, 4 कक्षाओं में, 19 इलेक्ट्रॉन चलते हैं।
चित्र .1। पोटेशियम परमाणु की योजनाबद्ध संरचना।
इलेक्ट्रॉनों का कक्षीय वितरण इस प्रकार है:
1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 4एस 1 .
पोटेशियम परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में 1 इलेक्ट्रॉन होता है, जो कि वैलेंस है। पोटैशियम की ऑक्सीकरण अवस्था +1 होती है। जमीनी अवस्था का ऊर्जा आरेख निम्नलिखित रूप लेता है:
रिक्तियों के बावजूद उत्साहित राज्य 3 पी- और 3 डी- कोई ऑर्बिटल्स नहीं।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
| व्यायाम | किसी तत्व के परमाणु में निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है 1 एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 6 3डी 10 4एस 2 4पी 3. इंगित करें: ए) नाभिक का प्रभार; बी) इस परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल में पूर्ण ऊर्जा स्तरों की संख्या; ग) उच्चतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था; d) हाइड्रोजन के साथ परमाणु की संयोजकता। |
| समाधान | पूछे गए प्रश्नों का उत्तर देने के लिए, आपको सबसे पहले एक रासायनिक तत्व के परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है। यह परमाणु में मौजूद सभी इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर, ऊर्जा स्तरों पर उनके वितरण की अवहेलना करके किया जा सकता है: 2+2+6+2+6+10+2+3 = 33. यह आर्सेनिक (As) है। आइए अब सवालों के जवाब दें: ए) नाभिक का प्रभार +33 है; बी) परमाणु के चार स्तर होते हैं, जिनमें से तीन पूर्ण होते हैं; ग) हम जमीनी अवस्था में आर्सेनिक परमाणु के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के लिए ऊर्जा आरेख लिखते हैं। उत्तेजित अवस्था में जाने में सक्षम है आर्सेनिक: इलेक्ट्रॉन एस- सबलेवल धमाकेदार होते हैं और उनमें से एक खाली हो जाता है डी-कक्षीय। पांच अयुग्मित इलेक्ट्रॉन इंगित करते हैं कि आर्सेनिक की अधिकतम संभव ऑक्सीकरण अवस्था +5 है; d) हाइड्रोजन के साथ आर्सेनिक की संयोजकता III (ASH 3) है। |
इस कार्य का उद्देश्य कुछ संक्रमण धातुओं और उनके यौगिकों के रासायनिक गुणों का अध्ययन करना है।
पार्श्व उपसमूहों की धातुएँ, तथाकथित संक्रमण तत्व, d - तत्वों से संबंधित हैं, क्योंकि उनके परमाणुओं में वे d - कक्षीय इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं।
संक्रमण धातुओं में, संयोजकता इलेक्ट्रॉन पूर्व-बाह्य स्तर के d-कक्षक और बाह्य इलेक्ट्रॉनिक स्तर के S-कक्षक पर स्थित होते हैं। संक्रमण तत्वों की धात्विकता को बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में एक या दो इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से समझाया जाता है।
पूर्व-बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का अधूरा डी-उप-स्तर पार्श्व उपसमूहों की धातुओं की विभिन्न प्रकार की संयोजकता अवस्थाओं का कारण बनता है, जो बदले में उनके यौगिकों की एक बड़ी संख्या के अस्तित्व की व्याख्या करता है।
डी-ऑर्बिटल्स के इलेक्ट्रॉन बाहरी ऑर्बिटल के एस-इलेक्ट्रॉनों के उपयोग के बाद रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं। अंतिम इलेक्ट्रॉनिक स्तर के d-ऑर्बिटल्स के सभी या कुछ भाग रासायनिक यौगिकों के निर्माण में भाग ले सकते हैं। इस मामले में, विभिन्न वैलेंस राज्यों के अनुरूप यौगिक बनते हैं। संक्रमण धातुओं की परिवर्तनीय संयोजकता उनकी विशिष्ट संपत्ति है (द्वितीय और तृतीय पक्ष उपसमूहों की धातुओं के अपवाद के साथ)। समूह के पार्श्व उपसमूह IV, V, VI, VII की धातुओं को उच्चतम वैलेंस अवस्था (जो समूह संख्या से मेल खाती है) और निम्न वैलेंस अवस्थाओं में यौगिकों की संरचना में शामिल किया जा सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, टाइटेनियम को 2-, 3-, 4-वैलेंस अवस्थाओं की विशेषता है, और मैंगनीज 2-, 3-, 4-, 6- और 7-वैलेंस राज्यों के लिए।
संक्रमण धातुओं के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, जिनमें बाद वाले सबसे कम संयोजकता अवस्था में होते हैं, आमतौर पर मूल गुण प्रदर्शित करते हैं, उदाहरण के लिए, Fe (OH) 2। उच्च ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड एम्फ़ोटेरिक गुणों की विशेषता है, उदाहरण के लिए TiO 2, Ti (OH) 4, या अम्लीय, उदाहरण के लिए 
तथा 
.
विचाराधीन धातुओं के यौगिकों के रेडॉक्स गुण भी धातु की संयोजकता अवस्था से जुड़े होते हैं। सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक आमतौर पर कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करते हैं, जबकि उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं।
उदाहरण के लिए, मैंगनीज ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के लिए, रेडॉक्स गुण निम्नानुसार बदलते हैं:
जटिल यौगिक।
संक्रमण धातु यौगिकों की एक विशिष्ट विशेषता परिसरों को बनाने की क्षमता है, जिसे धातु आयनों के बाहरी और पूर्व-बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तरों में पर्याप्त संख्या में मुक्त कक्षाओं की उपस्थिति से समझाया गया है।
ऐसे यौगिकों के अणुओं में, केंद्र में एक जटिल एजेंट स्थित होता है। इसके चारों ओर आयन, परमाणु या अणु जिन्हें लिगैंड कहा जाता है, समन्वित होते हैं। उनकी संख्या सम्मिश्र एजेंट के गुणों, उसके ऑक्सीकरण की डिग्री पर निर्भर करती है और इसे समन्वय संख्या कहा जाता है:
कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट अपने चारों ओर दो प्रकार के लिगैंडर्स का समन्वय करता है: आयनिक और तटस्थ। कॉम्प्लेक्स तब बनते हैं जब कई अलग-अलग अणु एक और कॉम्प्लेक्स में जुड़ते हैं:
कॉपर (II) सल्फोटेट्रामाइन पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III)।
जलीय घोल में, जटिल यौगिक अलग हो जाते हैं, जिससे जटिल आयन बनते हैं:
जटिल आयन स्वयं भी पृथक्करण में सक्षम होते हैं, लेकिन आमतौर पर बहुत कम सीमा तक। उदाहरण के लिए:
यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है और इसका संतुलन तेजी से बाईं ओर स्थानांतरित हो गया है। इसलिए, सामूहिक कार्रवाई के कानून के अनुसार,
ऐसे मामलों में निरंतर K को जटिल आयनों की अस्थिरता का स्थिरांक कहा जाता है। स्थिरांक का मान जितना बड़ा होता है, आयन की उसके घटक भागों में वियोजित होने की क्षमता उतनी ही अधिक होती है। Kn मान तालिका में दिए गए हैं:
प्रयोग 1. Mn 2+ आयनों का आयनों में ऑक्सीकरण 
.
ट्यूब में थोड़ा सीसा डाइऑक्साइड डालें ताकि ट्यूब का केवल निचला भाग ढक जाए, सांद्रण की कुछ बूँदें डालें 
और घोल की एक बूंद 
... घोल को गर्म करें और आयनों की उपस्थिति देखें 
... अभिक्रिया समीकरण लिखिए। मैंगनीज नमक का घोल कम मात्रा में लेना चाहिए, क्योंकि आयनों की अधिकता होती है 
पुनर्स्थापित 
इससे पहले 
.
प्रयोग 2. आयनों द्वारा ऑक्सीकरण 
अम्लीय, तटस्थ और क्षारीय समाधानों में।
आयन कमी उत्पाद 
भिन्न होते हैं और विलयन के pH पर निर्भर करते हैं। अत: अम्लीय विलयनों में आयन 
आयनों में कम 
.
तटस्थ, कमजोर अम्लीय और कमजोर क्षारीय समाधानों में, अर्थात। पीएच की सीमा में 5 से 9, आयन 
परमैंगनस एसिड बनाने के लिए कम:
प्रबल क्षारीय विलयनों में तथा अपचायक की अनुपस्थिति में आयन 
आयन में कम 
.
पोटेशियम परमैंगनेट के घोल की 5-7 बूंदों को तीन परखनली में डालें 
... उनमें से एक में पतला सल्फ्यूरिक एसिड की समान मात्रा जोड़ें, दूसरे में कुछ भी न डालें और तीसरे में एक केंद्रित क्षार समाधान जोड़ें। तीनों परखनलियों में बूंद-बूंद करके, परखनली की सामग्री को मिलाते हुए, पोटेशियम या सोडियम सल्फाइट के घोल को तब तक मिलाएं जब तक कि पहली परखनली में घोल का रंग फीका न हो जाए, दूसरी परखनली में भूरा अवक्षेप दिखाई देता है, और घोल हरा हो जाता है तीसरा। आयन . को ध्यान में रखते हुए अभिक्रिया समीकरण लिखिए 
आयनों में बदल जाता है 
... ऑक्सीडेटिव क्षमता का अनुमान दें 
रेडॉक्स क्षमता की तालिका के अनुसार विभिन्न वातावरणों में।
अनुभव 3. हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ पोटेशियम परमैंगनेट की बातचीत। एक परखनली में 1 मिलीलीटर रखें। हाइड्रोजन पेरोक्साइड, सल्फ्यूरिक एसिड समाधान की कुछ बूँदें और पोटेशियम परमैंगनेट समाधान की कुछ बूँदें जोड़ें। कौन सी गैस निकलती है? एक सुलगती मशाल के साथ इसका परीक्षण करें। एक अभिक्रिया समीकरण लिखिए तथा इसे रेडॉक्स विभव के रूप में समझाइए।
अनुभव 4. लोहे के जटिल यौगिक।
ए) प्रशिया नीला प्राप्त करना। लोहे (III) नमक के घोल की 2-3 बूंदों में, एसिड की एक बूंद, पानी की कुछ बूंदें और हेक्सेशन के घोल की एक बूंद - (पी) पोटेशियम फेरेट (पीला रक्त नमक) मिलाएं। प्रशिया ब्लू तलछट को देखें। अभिक्रिया समीकरण लिखिए। इस प्रतिक्रिया का उपयोग आयनों का पता लगाने के लिए किया जाता है 
... अगर 
अधिक मात्रा में लेने पर प्रशिया नीले तलछट के स्थान पर इसका कोलॉइडी घुलनशील रूप बन सकता है।
प्रशिया ब्लू का क्षार से संबंध का अन्वेषण करें। क्या मनाया जा रहा है? जो बेहतर अलग करता है। Fe (OH) 2 या जटिल आयन 
?
बी) लौह थायोसाइनेट प्राप्त करना III। आयरन सॉल्ट के घोल की कुछ बूंदों में पोटेशियम या अमोनियम थायोसाइनेट के घोल की एक बूंद डालें 
... अभिक्रिया समीकरण लिखिए।
थियोसाइनेट मनोवृत्ति का अन्वेषण करें 
क्षार के लिए और मनाया घटना की व्याख्या करने के लिए। यह प्रतिक्रिया, पिछले एक की तरह, आयन का पता लगाने के लिए प्रयोग की जाती है 
.
अनुभव 5. कोबाल्ट का एक जटिल यौगिक प्राप्त करना।
एक परखनली में कोबाल्ट नमक के संतृप्त घोल की 2 बूँदें डालें और अमोनियम के संतृप्त घोल की 5-6 बूँदें डालें: ध्यान रखें कि यह एक जटिल नमक का घोल बनाता है 
... जटिल आयन 
रंगीन नीला, और हाइड्रेटेड आयन 
- गुलाबी रंग में। देखी गई घटनाओं का वर्णन करें:
1. जटिल कोबाल्ट नमक प्राप्त करने का समीकरण।
2. जटिल कोबाल्ट नमक के पृथक्करण का समीकरण।
3. एक जटिल आयन के पृथक्करण का समीकरण।
4. एक जटिल आयन की अस्थिरता की निरंतरता की अभिव्यक्ति।
प्रश्नों और कार्यों का परीक्षण करें।
1. किसी तत्व की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक कौन से गुण (ऑक्सीकरण या अपचयन) प्रदर्शित करते हैं? इलेक्ट्रॉन-आयन और आणविक प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए:
2. किसी तत्व की मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों द्वारा कौन-से गुण प्रदर्शित किए जाते हैं? इलेक्ट्रॉन-आयन और आणविक प्रतिक्रिया समीकरण बनाएं:
3. लोहा, कोबाल्ट, निकल के विशिष्ट और समान गुणों को इंगित करें। डी.आई.मेंडेलीफ ने अपने परमाणु भार के मूल्य के बावजूद तत्वों की आवर्त सारणी में लोहे और निकल के बीच कोबाल्ट को क्यों रखा?
4. लोहा, कोबाल्ट, निकेल के जटिल यौगिकों के सूत्र लिखिए। इन तत्वों की अच्छी जटिल क्षमता की क्या व्याख्या है?
5. मैंगनीज ऑक्साइड का चरित्र कैसे बदलता है? इसका कारण क्या है? यौगिकों में मैंगनीज की कौन सी ऑक्सीकरण संख्या हो सकती है?
6. क्या मैंगनीज और क्रोमियम के रसायन में कोई समानता है? कैसे व्यक्त किया जाता है।
7. प्रौद्योगिकी में उनका अनुप्रयोग मैंगनीज, लोहा, कोबाल्ट, निकल, क्रोमियम के किन गुणों पर आधारित है?
8. आयनों की ऑक्सीकरण क्षमता का अनुमान दीजिए 
और आयनों की क्षमता को कम करने 
.
9. कैसे समझाएं कि Cu, Ag, Au की ऑक्सीकरण संख्या +17 से अधिक है।
10. चांदी का हवा में काला होना, तांबे का हवा में हरा होना समझाइए।
11. योजना के अनुसार होने वाली अभिक्रियाओं का समीकरण बनाइए।
डी-तत्वों और उनके यौगिकों में कई विशिष्ट गुण होते हैं: परिवर्तनीय ऑक्सीकरण राज्य; जटिल आयन बनाने की क्षमता; रंगीन यौगिकों का निर्माण।
जिंक संक्रमण तत्वों की संख्या में शामिल नहीं है। इसके भौतिक और रासायनिक गुण इसे संक्रमण धातु के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति नहीं देते हैं। विशेष रूप से, इसके यौगिकों में, यह केवल एक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है और उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित नहीं करता है।
मुख्य उपसमूहों के तत्वों की तुलना में डी-तत्वों में कुछ ख़ासियतें होती हैं।
1. डी-तत्वों में, पूरे क्रिस्टल में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का केवल एक छोटा सा हिस्सा होता है (जबकि क्षार और क्षारीय-पृथ्वी धातुओं में, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को सामूहिक उपयोग के लिए पूरी तरह से छोड़ दिया जाता है)। शेष डी-इलेक्ट्रॉन पड़ोसी परमाणुओं के बीच निर्देशित सहसंयोजक बंधों के निर्माण में भाग लेते हैं। इस प्रकार, क्रिस्टलीय अवस्था में इन तत्वों में विशुद्ध रूप से धात्विक बंधन नहीं होता है, बल्कि एक सहसंयोजक धात्विक बंधन होता है। इसलिए, वे सभी कठोर (Hg को छोड़कर) और दुर्दम्य (Zn, Cd को छोड़कर) धातु हैं।
सबसे दुर्दम्य धातुएँ VВ और VIВ उपसमूह हैं। उनमें, d-उप-स्तर का आधा इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संभव संख्या का एहसास होता है, और, परिणामस्वरूप, सहसंयोजक बंधों की सबसे बड़ी संख्या होती है। आगे भरने से सहसंयोजक बंधों की संख्या में कमी आती है और पिघलने के तापमान में गिरावट आती है।
2. अधूरे d-शेल और ऊर्जा में न भरे हुए ns- और np- स्तरों की उपस्थिति के कारण, d-तत्व जटिलता के लिए प्रवण होते हैं; उनके जटिल यौगिक आमतौर पर रंगीन और अनुचुंबकीय होते हैं।
3. मुख्य उपसमूहों के तत्वों की तुलना में डी-तत्व अधिक बार परिवर्तनशील संरचना (ऑक्साइड, हाइड्राइड, कार्बाइड, सिलिकाइड, नाइट्राइड, बोराइड) के यौगिक बनाते हैं। इसके अलावा, वे एक दूसरे के साथ और अन्य धातुओं के साथ-साथ इंटरमेटेलिक यौगिकों के साथ मिश्र धातु बनाते हैं।
4. डी-तत्वों को वैलेंस राज्यों के एक बड़े सेट (तालिका 8.10) की विशेषता है और इसके परिणामस्वरूप, एक विस्तृत श्रृंखला में एसिड-बेस और रेडॉक्स गुणों में परिवर्तन होता है।
चूँकि कुछ संयोजकता इलेक्ट्रॉन s-कक्षकों में होते हैं, इसलिए उनके द्वारा प्रदर्शित निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ आमतौर पर दो के बराबर होती हैं। अपवाद वे तत्व हैं जिनके आयन E +3 और E + में स्थिर विन्यास d 0, d 5 और d 10: Sc 3+, Fe 3+, Cr +, Cu +, Ag +, Au + हैं।
ऐसे यौगिक जिनमें डी-तत्व सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में होते हैं, आयनिक प्रकार के क्रिस्टल बनाते हैं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में मूल गुण प्रदर्शित करते हैं और एक नियम के रूप में, कम करने वाले एजेंट होते हैं।
यौगिकों की स्थिरता जिसमें डी-तत्व उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था (समूह संख्या के बराबर) में होते हैं, प्रत्येक संक्रमण पंक्ति में बाएं से दाएं बढ़ते हैं, एमएन में 3 डी-तत्वों के लिए अधिकतम तक पहुंचते हैं, और दूसरी और तीसरी संक्रमण पंक्तियों में क्रमशः आरयू और ओएस में। ... एक उपसमूह के भीतर, उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था के यौगिकों की स्थिरता 5d> 4d> 3d श्रृंखला में घट जाती है, जैसा कि एक ही प्रकार के यौगिकों की गिब्स ऊर्जा (आइसोबैरिक-इज़ोटेर्मल क्षमता) में परिवर्तन की प्रकृति से प्रमाणित है, उदाहरण के लिए :
यह घटना इस तथ्य से जुड़ी है कि एक उपसमूह के भीतर प्रमुख क्वांटम संख्या में वृद्धि के साथ, (एन -1) डी और एनएस सबलेवल की ऊर्जाओं के बीच अंतर कम हो जाता है। इन यौगिकों को सहसंयोजक-ध्रुवीय बंधों की विशेषता है। वे प्रकृति में अम्लीय हैं और ऑक्सीकरण एजेंट हैं (CrO3 और K2 CrO4, Mn 2 O 7 और KMnO 4)।
ऐसे यौगिक जिनमें d-इलेक्ट्रॉन मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था में होते हैं, उभयधर्मी गुण और रेडॉक्स द्वैत प्रदर्शित करते हैं।
5. मुख्य उपसमूह ई (0) के तत्वों के साथ डी-तत्वों की समानता तीसरे समूह एनएस 2 एनपी 1 और (एन -1) डी 1 एनएस 2 के तत्वों में पूरी तरह से प्रकट होती है। जैसे-जैसे समूह संख्या बढ़ती है, यह घटती जाती है; उपसमूह VIIIA के तत्व - गैसें, VIIIB - धातुएँ। पहले समूह में, एक दूर की समानता फिर से दिखाई देती है (सभी तत्व धातु हैं), और आईबी उपसमूह के तत्व अच्छे संवाहक हैं; यह समानता दूसरे समूह में बढ़ जाती है, क्योंकि d-तत्व Zn, Cd और Hg रासायनिक बंधों के निर्माण में भाग नहीं लेते हैं।
6. उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में IIIВ-VIIВ उपसमूहों के d-तत्व संगत p-तत्वों के गुणों के समान होते हैं। इस प्रकार, उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में, Mn (VII) और Cl (VII) इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग हैं। इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (एस 2 पी 6) की समानता हेप्टावैलेंट मैंगनीज और क्लोरीन यौगिकों के गुणों की समानता की ओर ले जाती है। सामान्य परिस्थितियों में एमएन 2 ओ 7 और सीएल 2 ओ 7 अस्थिर तरल पदार्थ होते हैं, जो सामान्य सूत्र एनईओ 4 के साथ मजबूत एसिड एनहाइड्राइड होते हैं। निचले ऑक्सीकरण राज्यों में, मैंगनीज और क्लोरीन में अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक संरचनाएं होती हैं, जिससे उनके यौगिकों के गुणों में तेज अंतर होता है। उदाहरण के लिए, निचला क्लोरीन ऑक्साइड Cl 2 O (s 2 p 4) एक गैसीय पदार्थ है जो हाइपोक्लोरस एसिड एनहाइड्राइड (HClO) है, जबकि निचला मैंगनीज ऑक्साइड MnO (d 5) मूल प्रकृति का एक ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ है।
7. जैसा कि ज्ञात है, धातु की अपचायक क्षमता न केवल उसकी आयनन ऊर्जा (M - ne - → M n +; + H आयनीकरण) से निर्धारित होती है, बल्कि गठित धनायन (M n) के जलयोजन की एन्थैल्पी से भी निर्धारित होती है। + + एमएच 2 ओ → एम एन + · एमएच 2 ओ; -∆एच हाइड्र)। अन्य धातुओं की तुलना में डी-तत्वों की आयनीकरण ऊर्जा बड़ी होती है, लेकिन उनकी भरपाई उनके आयनों के जलयोजन के बड़े उत्साह से होती है। परिणामस्वरूप, अधिकांश d-तत्वों के इलेक्ट्रोड विभव ऋणात्मक होते हैं।
Z में वृद्धि के साथ, धातुओं के घटते गुण कम हो जाते हैं, समूह IB के तत्वों के लिए न्यूनतम तक पहुंच जाते हैं। VIIIB और IVB समूहों की भारी धातुओं को उनकी जड़ता के लिए नेक नाम दिया गया है।
डी-तत्व यौगिकों की रेडॉक्स प्रवृत्ति उच्च और निम्न ऑक्सीकरण राज्यों की स्थिरता में परिवर्तन से निर्धारित होती है, जो आवधिक प्रणाली में उनकी स्थिति पर निर्भर करती है। किसी तत्व की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक विशेष रूप से ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं, और कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करते हैं। Mn (OH) 2 हवा में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है Mn (OH) 2 + 1/2O 2 = MnO 2 + H 2 O। Mn (IV) यौगिक आसानी से Mn (II) में कम हो जाते हैं: MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O, लेकिन प्रबल ऑक्सीडेंट के साथ Mn (VII) में ऑक्सीकृत हो जाता है। परमैंगनेट आयन MnO4 - केवल एक ऑक्सीकरण एजेंट हो सकता है।
चूंकि उपसमूह के भीतर डी-तत्वों के लिए उच्च ऑक्सीकरण राज्यों की स्थिरता ऊपर से नीचे तक बढ़ जाती है, उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य के यौगिकों के ऑक्सीकरण गुणों में तेजी से गिरावट आती है। इस प्रकार, क्रोमियम (VI) (CrO 3, K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7) और मैंगनीज (VII) (Mn 2 O 7, KMnO 4) के यौगिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं, और WO 3, Re 2 O7 और संबंधित अम्लों के लवण (H 2 WO 4, HReO 4) को कठिनाई से कम किया जाता है।
8. d-तत्व हाइड्रॉक्साइड के अम्ल-क्षार गुण उन्हीं कारकों (आयनिक त्रिज्या और आयन आवेश के मान) से प्रभावित होते हैं, जो p-तत्व हाइड्रॉक्साइड हैं।
डी-तत्वों के निचले ऑक्सीकरण राज्यों के हाइड्रॉक्साइड आमतौर पर मूल गुण प्रदर्शित करते हैं, जबकि उच्च ऑक्सीकरण राज्यों के अनुरूप अम्लीय होते हैं। मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाओं में, हाइड्रॉक्साइड उभयधर्मी होते हैं। ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ हाइड्रॉक्साइड्स के अम्ल-क्षार गुणों में परिवर्तन विशेष रूप से मैंगनीज यौगिकों में स्पष्ट होता है। श्रृंखला में एमएन (ओएच) 2 - एमएन (ओएच) 3 - एमएन (ओएच) 4 - एच 2 एमएनओ 4 - एचएमएनओ 4, हाइड्रॉक्साइड के गुण कमजोर आधार एमएन (ओएच) 2 से एम्फोटेरिक एमएन (ओएच) 3 के माध्यम से भिन्न होते हैं। और एमएन (ओएच) 4 से मजबूत एसिड एच 2 एमएनओ 4 और एचएमएनओ 4।
एक उपसमूह के भीतर, एक ही ऑक्सीकरण अवस्था के डी-तत्व हाइड्रॉक्साइड को ऊपर से नीचे की ओर बढ़ने पर मूल गुणों में वृद्धि की विशेषता होती है। उदाहरण के लिए, समूह IIIB में, Sc (OH) 3 एक कमजोर आधार है, और La (OH) 3 एक मजबूत आधार है। Ti, Zn, Hf समूहों के तत्व IVB उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड E (OH) 4 बनाते हैं, लेकिन Ti से Hf में जाने पर उनके अम्लीय गुण कमजोर हो जाते हैं।
9. संक्रमण तत्वों की एक विशिष्ट विशेषता परिवर्तनशील संरचना के चरणों का निर्माण है। ये हैं, सबसे पहले, अंतरालीय और स्थानापन्न ठोस समाधान और, दूसरे, परिवर्तनशील संघटन के यौगिक। ठोस विलयन निकट इलेक्ट्रोनगेटिविटी, परमाणु त्रिज्या और समान क्रिस्टल जाली वाले तत्वों द्वारा बनते हैं। जितने अधिक तत्व प्रकृति में भिन्न होते हैं, उतने ही कम वे एक-दूसरे में घुलते हैं और रासायनिक यौगिकों के बनने की संभावना उतनी ही अधिक होती है। इस तरह के यौगिकों में स्थिर और परिवर्तनशील दोनों संरचना हो सकती है। ठोस समाधानों के विपरीत, जिसमें किसी एक घटक की जाली को संरक्षित किया जाता है, यौगिकों को एक नई जाली और नए रासायनिक बंधों के निर्माण की विशेषता होती है। दूसरे शब्दों में, परिवर्तनशील संरचना के केवल उन चरणों को रासायनिक यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है जो मूल रूप से संरचना और गुणों में तेजी से भिन्न होते हैं।
परिवर्ती संघटन के यौगिकों की विशेषता निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
ए) इन यौगिकों की संरचना तैयारी विधि पर निर्भर करती है। इस प्रकार, संश्लेषण की स्थिति के आधार पर, टाइटेनियम ऑक्साइड में TiO 1.2–1.5 और TiO 1.9–2.0 की संरचना होती है; टाइटेनियम और वैनेडियम कार्बाइड - TiC 0.6–1.0 और VC 0.58–1.09, टाइटेनियम नाइट्राइड TiN 0.45–1.00।
बी) यौगिक मात्रात्मक संरचना में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव के साथ अपने क्रिस्टल जाली को बनाए रखते हैं, यानी उनमें एकरूपता की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। तो, TiC 0.6–1.0, सूत्र के अनुसार, टाइटेनियम कार्बाइड जाली को बनाए रखता है जिसमें 40% तक कार्बन परमाणुओं की कमी होती है।
c) ऐसे यौगिकों में बंध की प्रकृति धातु के d-कक्षकों के भरने की मात्रा से निर्धारित होती है। सम्मिलित अधातु के इलेक्ट्रॉन रिक्त d-कक्षकों को आबाद करते हैं, जिससे बंध सहसंयोजकता में वृद्धि होती है। इसीलिए d-श्रृंखला (समूह IV - V) के प्रारंभिक तत्वों के यौगिकों में धातु बंधन का अनुपात कम होता है।
उनमें एक सहसंयोजक बंधन की उपस्थिति की पुष्टि यौगिकों के निर्माण की बड़ी सकारात्मक थैलेपी, उच्च कठोरता और गलनांक, उन्हें बनाने वाली धातुओं की तुलना में कम विद्युत चालकता से होती है।
कॉपर परमाणु संख्या 29 के साथ डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के ग्यारहवें समूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक Cu (लैटिन क्यूप्रम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ तांबा (सीएएस संख्या: 7440-50-8) एक सुनहरा-गुलाबी प्लास्टिक संक्रमण धातु है (ऑक्साइड फिल्म की अनुपस्थिति में गुलाबी)। यह लंबे समय से मनुष्यों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग किया जाता रहा है।
आवर्त सारणी के चौथे आवर्त के तत्व
| एनएह | तत्व इलेक्ट्रॉनिक विन्यास | केआर | टीकृपया, ओ सी | डी एनपीएल, केजे / मोल | एचबी, एमपीए | टीकिप, या सी | डी एनगठरी, केजे / मोल | |
| क | एस 1 | गुप्त प्रतिलिपि | 63,55 | 2,3 | - | 89,4 | ||
| सीए | एस 2 | एचसीसी | 8,4 | |||||
| अनुसूचित जाति | एस 2 डी 1 | हेक्स। | 14,1 | |||||
| ती | एस 2 डी 2 | जीपीयू | ||||||
| वी | एस 2 डी 3 | गुप्त प्रतिलिपि | 23,0 | |||||
| करोड़ | एस 1 डी 5 | गुप्त प्रतिलिपि | 21,0 | |||||
| एम.एन. | एस 2 डी 5 | गुप्त प्रतिलिपि | 12,6 | - | ||||
| फ़े | एस 2 डी 6 | गुप्त प्रतिलिपि | 13,77 | |||||
| सीओ | एस 2 डी 7 | हेक्स। | 16,3 | |||||
| नी | एस 2 डी 8 | एचसीसी | 17,5 | |||||
| घन | एस 1 डी 10 | एचसीसी | 12,97 | |||||
| Zn | एस 2 डी 10 | जीपीयू | 419,5 | 7,24 | - | |||
| गा | एस 2 डी 10 पी 1 | समचतुर्भुज। | 29,75 | 5,59 | ||||
| जीई | एस 2 डी 10 पी 2 | पीसी | 958,5 | - | ||||
| जैसा | एस 2 डी 10 पी 3 | हेक्स। | 21,8 | - | उप. | |||
| से | एस 2 डी 10 पी 4 | हेक्स। | 6,7 | 685,3 | ||||
| बीआर | एस 2 डी 10 पी 5 | -7,25 | 10,6 | - | 59,8 | 29,6 | ||
| कृ | एस 2 डी 10 पी 6 | -157 | 1,64 | - | -153 | 9,0 |
चावल। 3.8. पिघलने तापमान निर्भरता ( टी pl) और उबालना ( टी kip), गलनांक एन्थैल्पी (D .) एन pl) और उबलना (D .) एन kip), बाहरी ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर चौथी अवधि के साधारण पदार्थों की ब्रिनेल कठोरता (कुलीन गैस Ar के पूरी तरह से भरे हुए खोल से अधिक इलेक्ट्रॉनों की संख्या)
जैसा कि उल्लेख किया गया है, धातु परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन का वर्णन करने के लिए वैलेंस बॉन्ड विधि का उपयोग किया जा सकता है। विवरण के दृष्टिकोण को पोटेशियम क्रिस्टल के उदाहरण द्वारा चित्रित किया जा सकता है। पोटेशियम परमाणु में बाहरी ऊर्जा स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन होता है। एक पृथक पोटेशियम परमाणु में, यह इलेक्ट्रॉन 4 . पर स्थित होता है एस-कक्षीय। इसी समय, पोटेशियम परमाणु में 4 . से ऊर्जा में बहुत भिन्न नहीं होता है एस-ऑर्बिटल्स मुक्त होते हैं, इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा नहीं किया जाता है, 3 . से संबंधित ऑर्बिटल्स डी, 4पी-उप-स्तर। यह माना जा सकता है कि रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान प्रत्येक परमाणु का संयोजकता इलेक्ट्रॉन न केवल 4 पर स्थित हो सकता है। एस-ऑर्बिटल्स, लेकिन फ्री ऑर्बिटल्स में से एक में भी। एक परमाणु का एक संयोजकता इलेक्ट्रॉन उसे निकटतम पड़ोसी के साथ एक एकल बंधन का एहसास करने की अनुमति देता है। ऊर्जा में थोड़ा भिन्न मुक्त कक्षकों के परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना में उपस्थिति से पता चलता है कि परमाणु अपने पड़ोसी से मुक्त कक्षकों में से एक में एक इलेक्ट्रॉन पर कब्जा कर सकता है और फिर यह दो एकल बंधन बनाने में सक्षम होगा निकटतम पड़ोसी। निकटतम पड़ोसियों के लिए दूरियों की समानता और परमाणुओं की अप्रभेद्यता के कारण, पड़ोसी परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधनों की प्राप्ति के विभिन्न प्रकार संभव हैं। यदि हम चार पड़ोसी परमाणुओं के क्रिस्टल जाली के एक टुकड़े पर विचार करें, तो संभावित विकल्प अंजीर में दिखाए गए हैं। 3.9.
आवर्त सारणी की चौथी अवधि के तत्व - अवधारणा और प्रकार। "आवर्त सारणी की चौथी अवधि के तत्व" 2015, 2017-2018 श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं।
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