الدرس: 3-2-3 السلسلة الانتقالية الاولى

أين تقع عناصر السلسلة الانتقالية الأولى؟

تقع في الدورة الرابعة من الجدول الدوري ما بين عنصر الزمرة الثانية Ca وعنصر الزمرة الثالثة Ga وجميعها تمتلك الغلاف الداخلي 3d وتضم العناصر: ${\mathrm{Sc}}_{21}\to {\mathrm{Zn}}_{30}$

يفترض أن تنتهي عناصر السلسلة الأولى بعنصر النيكل، ولكن أضيف النحاس والخارصين رغم امتلاء الغلاف 3d فيهما؟

لأن النحاس يظهر صفات عديدة مميزة للعناصر الانتقالية ويظهر الخارصين صفات وسطية بين العناصر

يفترض أن تنتهي عناصر السلسلة الأولى بعنصر النيكل، ولكن أضيف النحاس والخارصين رغم امتلاء الغلاف 3d فيهما؟

لأن النحاس يظهر صفات عديدة مميزة للعناصر الانتقالية ويظهر الخارصين صفات وسطية بين العناصر الانتقالية وعناصر الزمرة الرئيسية.

ما هي أبرز صفات عناصر السلسلة الانتقالية الأولى؟

هو أنها جميعها من الفلزات وذات درجات غليان وانصهار عالية وموصلات جيدة للحرارة والكهربائية وهي مواد صلدة وقوية وتكون السبائك مع بعضها وهذا يعطيها أهمية تكنولوجية فريدة.

كيف نقسم عناصر السلسلة الانتقالية الأولى، وعلام يعتمد هذا التقسيم؟

تقسم إلى مجموعتين الأولى${\mathrm{Sc}}_{21}\to {\mathrm{Mn}}_{25}:$ والثانية: ${\mathrm{Mn}}_{25}\to {\mathrm{Zn}}_{30}$ اعتماداً على امتلاء أوربتالات d، حيث يكون نصف ممتلئ عند Mn (أکثر استقرار) ثم يفقد هذا الاستقرار ليعود عند Cu وZn الذي يكون ممتلئ كلياً.

لماذا يكون الترتيب الإلكتروني لعنصر $\left[18Ar\right]4S^{1}3d^5:{\mathrm{Cr}}_{24}$ وليس$\left[{}_{\mathrm{18}}Ar\right]4S^{\mathit{2}}3d^{\mathit{4}}$؟

لكي يكون الغلاف الخارجي نصف مشبع وبالتالي يكون أكثر استقراراً.

لماذا يكون الترتيب الإلكتروني لعنصر $\left[{}_{18}Ar\right]4S^{1}3d^{10}:{\mathrm{Cu}}_{29}$ وليس $\left[{}_{18}Ar\right]4S^{2}3d^9$ ؟

لكي يكون الغلاف الخارجي مشبع بالإلكترونات وبالتالي يكون أكثر استقراراً.

لماذا يكون للعناصر الانتقالية حالات تأكسد متعددة في مركباتها الأيونية والتساهمية؟

بسبب تعدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي لذرة العنصر الانتقالي، ويتم فقدان هذه الإلكترونات واحداً بعد الآخر، حيث لكل إلكترون يفقد تظهر حالة تأكسد جديدة، بحيث لا تزيد عدد الإلكترونات المفقودة من d عن خمسة.

صعوبة فقدان جميع الإلكترونات من غلاف d في العناصر الانتقالية، علل؟

بسبب حاجتها إلى طاقة تأين عالية كلما ازداد عدد الإلكترونات المفقودة، لذلك تفضل تكوين أواصر تناسقية.

علام تعتمد أعلى حالة تأكسد تبلغها ذرات عناصر السلسلة الانتقالية الأولى؟

تعتمد على عاملين هما: قوة العامل المؤكسد وطبيعة المركب الناتج.

ما هي أهم السمات على حالات تأكسد عناصر السلسلة الانتقالية الأولى؟

• وجود حالة التأكسد (+2) المألوفة 2 - تزايد حالات الأكسدة من Sc إلى Mn بسبب سهولة فصل الإلكترون.
• تناقص حالات الأكسدة بعد Mn بسبب صعوبة إزالة الإلكترون بعد ازدواجها.

علام تعتمد الصفات الحامضية والقاعدية لعناصر السلسلة الانتقالية الأولى؟

تعتمد على حالة التأكسد للعنصر، حيث كلما ازداد عدد التأكسد ازدادت الصفات الحامضية وقلت الصفات القاعدية، والعكس صحيح.

عرف المعقد التناسقي؟

عبارة عن ذرة مركزية وغالباً ما تكون عنصر انتقالي تحيط بها مجموعة من الذرات أو الجزيئات أو الأيونات تسمى الليكاندات، والتي قد تكون أيون سالب مثل ^-CI أو جزيئة متعددة الذرات مثل NO₂, NH₃ التي تكون واهبة للإلكترونات.

عرف العدد التناسقي؟

هو عدد الذرات أو المجاميع الواهبة للإلكترونات المتصلة بالذرة المركزية، فمثلاً يكون العدد التناسقي لذرة الحديد في الأيون التناسقي: ${\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN}{)}_6\right]}^{-4}$ هو 6.

كيف يمكن إيجاد شحنة الأيون المعقد وشحنة (العدد التأكسدي) للذرة المركزية؟

شحنة الأيون المعقد = شحنة العدد التناسقي + شحنة (العدد التأكسدي) للذرة المركزية.

ما هي الأشكال الهندسية الشائعة للمعقدات التناسقية التي تكونها العناصر الانتقالية في حالتي التأكسد 4+و2+؟

• تكون هذه العناصر مركبات معقدة ذات عدد تناسق 4 رباعية السطوح مثل: ${\left[Ni(CO{)}_4\right]}^{+2}$
• تكون هذه العناصر مركبات معقدة ذات عدد تناسق 6 ثمانية السطوح مثل: ${\left[\mathrm{Co}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_6\right]}^{+3}$

ما هي طبيعة الألوان للمعقدات التناسقية التي تكونها العناصر الانتقالية؟

تتميز جميع المعقدات التناسقية للعناصر الانتقالية بألوانها المميزة الزاهية فمثلاً: كبريتات النحاس المائية ${\mathrm{CuSO}}_4\cdot 5{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ لها لون أزرق فاتح، هيدروكسيل النيكل $\mathrm{Ni}(\mathrm{OH}{)}_2$ لها لون أخضر فاتح، رابع أمونيا النحاس ${\left[\mathrm{Cu}{\left({\mathrm{NH}}_3\right)}_4\right]}^{+2}$ لها لون أزرق غامق.

كيف تتكون الصفات المغناطيسية للمركبات (التناسقية)؟

تتكون نتيجة حركة الإلكترون السالب الدورانية والمحورية وهذا ما يؤدي إلى تأثيران مغناطيسيان يمنحانه صفات قطب مغناطيسي صغير ذو عزم مغناطيسي.

عرف البارامغناطيسية؟

هو السلوك الذي تملكه المواد التي لديها إلكترونات منفردة في مدار التكافؤ، وعند تسليط مجال مغناطيسي خارجي عليها فإنه سوف يعمل على توجيه العزوم المغناطيسية للذرات باتجاه ذلك المجال كما في الحديد Fe.

عرف الدايا مغناطيسية؟

هو السلوك الذي تملكه المواد التي لديها إلكترونات مزدوجة في مدار التكافؤ، وعند تسليط مجال مغناطيسي خارجي عليها فإنه سوف تتنافر معه، حيث تتولد بالحث مجالات مغناطيسية تعاكس المجال المغناطيسي المولد لها كما في الزنك Zn.

عرف الفيرومغناطيسية؟

هو نوع آخر من البارامغناطيسية ولكن الإلكترونات المفردة تكون أكثر بكثير، حيث تحت ظروف ملائمة تتفاعل هذه الإلكترونات المفردة مع بعضها وتنتظم بشكل دائمي مما يؤدي إلى تشييد مغانط دائمية كما في بعض الفلزات وأكاسيد العناصر الانتقالية.

ينجذب عنصر الحديد Fe بقوة إلى المغناطيس بينما، لا ينجذب إذا كان ضمن المعقد ${\left[Fe(CN{)}_6\right]}^{+4}$ وينجذب قليلاً إذا كان ضمن المعقد ${\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN}{)}_6\right]}^{+3}$؟

ينجذب الحديد بسبب وجود أربع إلكترونات منفردة في غلافة الخارجي (سلوك بارا).

ولا ينجذب إذا كان ضمن المعقد ${\left[Fe(CN{)}_6\right]}^{+4}$ لعدم احتواءه على إلكترونات مفردة لأن أوربتالات الغلاف الخارجي لأيون الحديد قد تشبعت بالإلكترونات الممنوحة من الليكاندات (سلوك دايا) وينجذب قليلاً إذا كان ضمن المعقد ${\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN}{)}_6\right]}^{+3}$ لأنه يحتوي على إلكترون وحيد منفرد في أوريتالات غلافه الخارجي.

لا ينجذب عنصر النيكل Ni إلى المغناطيس، بينما ينجذب إذا كان ضمن المعقد${⌈\mathrm{Ni}(\mathrm{Cl}{)}_4⌉}^{-2}$؟

لا ينجذب عنصر النيكل لأن جميع أوريتالات الغلاف الخارجي تحتوي على إلكترونات مزدوجة فقط (سلوك دايا).

بينما في المعقد ${⌈\mathrm{Ni}(\mathrm{Cl}{)}_4⌉}^{-2}$ يحتوي على إلكترونين منفردين في أوربتالات غلافه الخارجي (سلوك بارا).

عرف ميزان كوي؟

جهاز حساس يستخدم لتشخيص الصفات المغناطيسية للمواد يحتوي في أحد طرفيه كفه توضع فيها الأوزان المكافئة للمادة المراد فحصها والمعلقة في الطرف الآخر منه، حيث توضع في مجال مغناطيسي قوي فإذا كانت بارا سوف تنجذب نحو المجال وتزداد قراءة الميزان، أما إذا كانت دايا فسوف تتنافر معه وتقل القراءة.

وضح سلوك العناصر الانتقالية كعامل مساعد؟

تسلك جميع العناصر الانتقالية تقريباً كعامل مساعد في حالتها الحرة والمتحدة، وتأتي هذه القدرة من استعمالها لأوربتات d أو من تكوين مركبات تستطيع أن تمتص أو تنشط المواد المتفاعلة، حيث تهيئ مسالك ذات طاقة منخفضة للتفاعلات إما بإحداث تغيير بحالة التأكسد أو تكوين مركبات وسطية.