โลหะทรานซิชัน
ในทางเคมี คำว่า โลหะทรานซิชัน (อังกฤษ: transition metal) มีนิยามที่เป็นไปได้ 3 แบบ:
- คำนิยามของIUPAC[1] นิยามว่า โลหะทรานซิชันเป็น "ธาตุที่อะตอมเติมเต็มเปลือกอิเล็กตรอนชั้นดีบางส่วน หรือสามารถเพิ่มไอออนบวกให้กับเปลือกอิเล็กตรอนชั้นดีที่ไม่สมบูรณ์"
- นักวิทยาศาสตร์หลายคนระบุ "โลหะทรานซิชัน" ว่าเป็นธาตุใด ๆ ก็ตามในตารางธาตุส่วนบล็อก-ดี ซึ่งประกอบด้วยตารางธาตุกลุ่ม 3 ถึง 12[2][3] ในเชิงปฏิบัติ ชุดแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ในบล็อก-เอฟก็ถือเป็นโลหะทรานซิชัน และมีชื่อเรียกว่า "โลหะทรานซิชันภายใน"
- Cotton และ Wilkinson[4] ขยายคำนิยามย่อของ IUPAC (ดูข้างบน) ด้วยการระบุธาตุจำเพาะ เช่นเดียวกันกับธาตุในกลุ่มที่ 4 ถึง 11 ทั้งสองได้เพิ่มสแกนเดียมและอิตเทรียมในกลุ่มที่ 3 ลงไปในนี้ด้วย ในขณะที่แลนทาไนด์และแอกทิไนด์ ซึ่งถือเป็นธาตุกลุ่มที่ 3 ถูกจัดเป็นชุดแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ต่างหากตามลำดับ
Charles Rugeley Bury (1890–1968) นักเคมีชาวอังกฤษ เป็นคนใช้คำว่า ทรานซิชัน ในความหมายนี้คนแรกใน ค.ศ. 1921 เมื่อเขาสื่อถึง ชุดทรานซิชันของธาตุในช่วงการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนชั้นใน (เช่น n = 3 ในแถวที่ 4 ของตารางธาตุ) จากกลุ่มคงทน (stable group) ของหมู่ที่ 8 ถึงธาตุหนึ่งในช่วงธาตุ 18 หรือจากธาตุที่ 18 ถึง 32[5][6][7] ธาตุเหล่านี้มีอีกชื่อว่า บล็อก-ดี (d-block)
ธาตุทรานซิชัน
โลหะทรานซิชันมีทั้งหมด 40 ตัว จะประกอบด้วยธาตุที่มีเลขอะตอมดังนี้ 21 ถึง 30,39 ถึง 48,71 ถึง 80, และ 103 ถึง 112 ชื่อ "ทรานซิชัน" มาจากตำแหน่งของมันในตารางธาตุทั้ง 4 คาบที่มันอยู่ ธาตุเหล่านี้จะแทนการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนเข้าไปอยู่ในวงโคจร ดี ของอะตอม (atomic orbital) ด้วยเหตุนี้ โลหะทรานซิชันจึงมีความหมายถึงการส่งผ่าน (transition) ของธาตุหมู่ 2 และหมู่ 13
| หมู่ | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| คาบ 4 | 21Sc | 22Ti | 23V | 24Cr | 25Mn | 26Fe | 27Co | 28Ni | 29Cu | 30Zn |
| 5 | 39Y | 40Zr | 41Nb | 42Mo | 43Tc | 44Ru | 45Rh | 46Pd | 47Ag | 48Cd |
| 6 | 71Lu | 72Hf | 73Ta | 74W | 75Re | 76Os | 77Ir | 78Pt | 79Au | 80Hg |
| 7 | 103Lr | 104Rf | 105Db | 106Sg | 107Bh | 108Hs | 109Mt | 110Ds | 111Rg | 112Cn |
สมบัติของโลหะทรานซิชัน
- โลหะทรานซิชันทุกธาตุจะเป็นโลหะ แต่มีความเป็นโลหะน้อยกว่าธาตุหมู่ IA และ IIA
- มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ยกเว้นปรอทที่เป็นของเหลว
- มีจุดหลอมเหลว จุดเดือด และความหนาแน่นสูง
- นำไฟฟ้าได้ดี ซึ่งในโลหะทรานซิชัน ธาตุที่นำไฟฟ้าได้ดีที่สุดคือ เงิน (คาบ 5) และรองลงมาคือ ทอง (คาบ 6)
- นำความร้อนได้ดี
- ธาตุทรานซิชันส่วนใหญ่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 ส่วนธาตุ โครเมียม ทองแดง ไนโอเบียม โมลิบดีนัม รูทีเนียม โรเดียม เงิน แพลทินัม ทอง มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 1
- สารประกอบของธาตุเหล่านี้จะมีสีสัน
- มีพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 และอิเล็กโทรเนกาติวิตีมาก
- ขนาดอะตอม จะมีขนาดไม่แตกต่างกันมากโดยที่
- ในคาบเดียวกันจะเล็กจากซ้ายไปขวา
- ในหมู่เดียวกันจะใหญ่จากบนลงล่าง
- ธาตุเหล่านี้มีหลายออกซิเดชั่นสเตตส์ (oxidation states)
- ธาตุเหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (catalysts) ที่ดี
- ธาตุเหล่านี้มีสีฟ้า-เงินที่อุณหภูมิห้อง (ยกเว้นทองคำและทองแดง)
- สารประกอบของธาตุเหล่านี้สามารถจำแนกโดยการวิเคราะห์ผลึก