Transcript Slide 1

303103
ธาตุทรานสิชนั
ผศ. ดร. สมศักดิ์ ศิรไิ ชย
ธาตุทรานสิชนั
1
303102
ธาตุทรานสิชนั
2
303102
ธาตุทรานสิชนั
ธาตุท่มี ีการจัดเรียง electron ไม่เต็มใน d และ f orbital
เรียกว่า ธาตุทรานสิชนั
ยกเว้นบางธาตุ เช่น Zn, Cd, Hg แต่กจ็ ดั ไว้เป็ นธาตุทรานสิชนั
เพราะอยู่ในกลุม่ เดียวกันกับธาตุ ทรานสิชนั และมีสมบัติ
ใกล้เคียงกัน
3
303102
ธาตุทรานสิชนั
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของโลหะทรานสิชนั
4
303102
5
ธาตุทรานสิชนั
การจัดเรียงอิเลคตรอนแตก
ตางจากธาตุ
ในกลุม
่
่ s และ
p ทีม
่ ี atomic number สูง
กวา่ Ar อืน
่ เช่น
K : [Ar] 4s13d0
Ca : [Ar] 4s23d0
พบวาในธาตุ
ทรานสิ ชน
ั เกิด
่
การสลับระดับพลังงาน ns
กับ (n-1)d เนื่องจากผลของ
ผลของอานาจทะลุทะลวง
(Penetrating power) ตอ
่
303102
6
ธาตุทรานสิชนั
หลังจากธาตุ Ca
ตอ
่ 4s orbital
shielding effect
จัดเรียง electron
30 แสดงไดดั
้ งนี้
พบวา่ penetration
่องจาก
มีคาลดลงเนื
่
เพิม
่ มากขึน
้
การ
ของธาตุท ี่ 21 ถึง
Sc
V
Ti
Cr
Mn
3d14s2
3d24s2
3d34s2
303102
ธาตุทรานสิชนั
Cr และ Cu จัด electron
แตกตางจากธาตุ
อน
ื่ ๆ เนื่องจาก
่
ผลของการผลักกันของ electron
คูใน
s orbital ทาให้ electron
่
จัดตัวแบบ
half filled ใน d orbital
ของ Cr
และ
7
303102
ธาตุทรานสิชนั
ด้วยสมบัตโิ ลหะ ธาตุทรานสิชนั จึงสูญเสีย e– ได้งา่ ยเช่นเดียวกัน
กับโลหะใน s -block และ p-block
e– ใน s-orbital ถูก ionized ก่อน จึงพบว่า oxidation state
2+ เป็ นค่า oxidation ที่พบมากในธาตุทรานสิชนั
8
303102
9
ธาตุทรานสิชนั
Oxidation State
โดยทัว่ ไป โลหะทรานสิชนั มี
เลขออกซิเดชันมากกว่าหนึ่ งค่า
– ส่วนใหญ่มีเลขออกซิเดชัน
+2 เนื่ องจากเสีย e– ใน sorbital
– เลขออกซิเดชันมากกว่า 2
เกิดจากเสีย e– ใน dorbital และ s-orbital

Figure 23.22
Oxidation states of the first
transition series. The larger circles
indicate the most common oxidation
states
303102
ธาตุทรานสิชนั
10
303102
11
ธาตุทรานสิชนั
การจัดหมู่
โดยทัว่ ไปใช้ oxidation state ค่าสูงสุดเป็ นเกณฑ์เทียบกับ group A
พบว่ามีสารประกอบที่มีโครงสร้างใกล้เคียงกัน เช่น
IV A
CCl4,CO2
IV B TiCl4,TiO2
VA
PO43–,POCl3
V B VO43–,V2O72–
VI A
SO42–,S2O72–
VI B CrO42–, Cr2O72–
VII A
ClO4–,Cl2O7
VII B MnO4–, Mn2O7
IA
NaCl,KCl
I B AgCl
II A
CaCl2
II B ZnCl2
ยกเว้น หมู่ท่ี 8 ที่ไม่เหมือนกับ กลุม่ ก๊าซเฉื่ อย
303102
ธาตุทรานสิชนั
ธาตุทรานสิชนั มีสมบัตทิ างเคมีแตกต่างกันมาก แต่มีสมบัตทิ ่เี หมือน
กัน คือ
• Oxidation state หลายค่า เช่น Fe, Fe+2, Fe+3
• เกิดสารเชิงซ้อนได้ดี
• สารประกอบทรานสิชนั มักมีสี
• มักมีสมบัตเิ ป็ นพาราแมกเนติก
12
303102
ธาตุทรานสิชนั
13
Figure 23.20
Radii of transition metals. The
variation in the radius of
transition metal atoms in closed
packed metallic substances as a
function of position in the periodic
table
303102
ธาตุทรานสิชนั
14
Figure 23.4 Vertical trends in key properties within the transition elements. The trends are unlike
those for the main-group elements in serval ways: A, The second and third members of a transition
metal group are nearly the same size. B, EN increases down a transition group. C, IE1 are highest
at the bottom of a transition group. D, Densities increase down a transition group because mass
increases faster than volume
303102
ธาตุทรานสิชนั
15
303102
16
ธาตุทรานสิชนั
การแยกธาตุทรานสิ ชน
่ ั จากแรดิ
่ บ
ธาตุบริสุทธิเ์ ตรียมไดจากการรี
ดวิ ซ ์ ไอออนของ
้
การรีดวิ ซยากขึ
น
้ จากขวาไปซ้าย เปรียบเทียบก
์
จากสิ นแรได
คของโลหะทีพ
่ บดังนี้
่ จากยุ
้
Ag, Zn
Prehistoric
Cu, Zn
Bronze Age ( 4000BC -
Fe
Ti, V, Cr, Zn
Iron Age
( 1500BC - 1
Modern Age ( 1800AD - p
303102
ธาตุทรานสิชนั
สิ นแรก
ามาทาให้บริสุทธิด
์ วยวิ
ธี
่ อนการน
่
้
รีดก
ั ชัน อาจตองเตรี
ยมให้อยูในรู
ปของ
้
่
สารประกอบทีเ่ หมาะสมกอน
เช่น
่
CuS ZnSหรือ NiS เปลีย
่ นเป็ น CuO
ZnO และ NiO โดยการเผาในบรรยายกาศ
ของO2
ตัวรีดวิ ซที
่ ิยมและมีราคาถูกคือ Carbon
์ น
หรือ ก๊าซไฮโดรเจน
ธาตุบางชนิดทีร่ ด
ี วิ ซยากนิ
ยมเปลีย
่ นเป็ น
์
17
303102
ธาตุทรานสิชนั
18
303102
ธาตุทรานสิชนั
19
สารประกอบของธาตุทรานสิ ชน
ั มีสมบัต ิ
เป็ นแมเหล็
กและมีสี เช่น สี แดงของ
่
เลือดทีเ่ กิดจาก Fe+3/+2 สี ตางๆที
่
่
เกิดขึน
้ ในอัญมณีก็เกิดจากมีธาตุทรานสิ
ชันปนอยู่ เช่น น้าเงินจาก Fe+3 ใน
ไพลิน
สารประกอบของธาตุทรานสิ ชน
ั มีมากกวา่
ธาตุรพ
ี รีเซนเตตีฟ เพราะธาตุ ทรานสิ