Переходные металлы в таблице менделеева

Обновлено: 06.01.2025

Полуметаллы (металлоиды) - элементы, которые по электрическим свойствам занимают место между полупроводниками и металлами.

Полуметаллы (металлоиды) - элементы, которые по электрическим свойствам занимают место между полупроводниками и металлами. Основная отличительная особенность полуметаллов — слабое перекрытие валентной зоны и зоны проводимости, приводящее к тому, что полуметаллы могут проводить ток вплоть до нуля градусов Кельвина, и к малой (если сравнивать с металлами) концентрации носителей тока (10 18 — 10 20 F см -3 ) и, значит, меньшей в 10 2 -10 5 раз электропроводности. И у металлоидов, в отличие от металлов, с увеличением температуры проводимость их тоже увеличивается (с повышением температуры число носителей тока (электронов и дырок) возрастает, но всё-таки остаётся небольшим, достигая концентрации 10 18 —10 20 см −3 , или 10 −3 на атом).

В таблице Менделеева переход в группах от металлов к неметаллам происходит слева направо. Металлоиды располагаются в III - VI пограничных группах.

Полуметаллами являются: кремний, бор, германий, мышьяк, сурьма, теллур, иногда — висмут, полоний и астат, а также олово, которое обладает полупроводниковой формой, и графит (аллотропную модификацию углерода). Возможно, унунсептий тоже полуметалл.

Если смотреть по химическим свойствам, то видно, что полуметаллы являются неметаллами, однако по типу проводимости являются проводниками.

Носители тока в полуметаллах вывделяются хорошей подвижностью и низкой эффективной массой. Благодаря чему металлоиды являются самыми подходящими объектами для наблюдения размерных эффектов, фазовых переходов полуметалл — диэлектрик в сильных магнитных полях и ряда других явлений.

Кристаллическая структура полуметаллов, в отличие от стандартных металлов, не является ни плотной, ни плотнейшей атомной упаковкой и характеризуется более или менее ярко выраженной анизотропией. Это обусловлено неравноценностью химической связи (по прочности, а иногда и по типу) в разных кристаллографических направлениях - гетеродесмичностью. В рамках зонной теории твердого тела это приводит к тому, что потенциальный рельеф "дна" зоны проводимости и "потолка" валентной зоны, который определяется характером кристаллической структуры, весьма сложен и в нескольких кристаллографических направлениях вероятно перекрывание этих зон. Значит, и валентные электроны, которые осуществляют химическую связь, делокализуются вдоль заданных направлений в кристалле и превращаются в электроны проводимости. В то же время вдоль других кристаллографических направлений энергетический зазор между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны сохраняется и с увеличением температуры вероятен активационный переход электронов между зонами и увеличение электропроводимости с температурой, то есть стандартное полупроводниковое поведение.

К примеру, в графите, где хорошо выражена слоистость структуры, электроны делокализованы в атомных слоях, перпендикулярных оси гексагенной призмы, являющаяся в данном случае элементарной ячейкой. Вдоль этой оси атомные слои связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами и в этом направлении сохраняется большой межзонный зазор.

Переходные элементы

Переходные металлы (переходные элементы) — химические элементы побочных подгрупп I — VIII групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева (3 — 12 групп в длиннопериодном варианте таблицы).

Переходные металлы выделяют на основании незавершённости внутренних электронных оболочек их атомов или ионов. Термин «переходные» связан с тем, что в периодах эти элементы располагаются между s- и р-элементами. Переходные металлы, в свою очередь, подразделяют на d-элементы, у которых происходит заполнение 3d-, 4d-, 5d- и 6d-подоболочек, и f-элементы, у которых заполняется 4f- (лантаноиды) либо 5f-подоболочка (актиноиды). Цинк, кадмий и ртуть, обычно причисляемые к переходным металлам, строго говоря, таковыми не являются, поскольку их катионы имеют завершённый d-подуровень.

Незавершённость внутренних электронных оболочек предопределяет наличие у переходных металлов ряда специфических свойств: способность к образованию координационных (комплексных) соединений, ферромагнетизм некоторых металлов, парамагнетизм многих соединений и т.д.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Переходные элементы" в других словарях:

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — (переходные металлы) химические элементы подгрупп б периодической системы Менделеева. Атомы переходных элементов имеют незавершенные внутренние электронные оболочки. Различают d элементы, у которых происходит заполнение внутренних 3d , 4d , 5d и… … Большой Энциклопедический словарь

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, химические элементы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов периодической системы; металлы. Из 109 элементов 65 переходные. Переходные элементы, кроме железа, мало распространены в природе … Современная энциклопедия

Переходные элементы — ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, химические элементы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов периодической системы; металлы. Из 109 элементов 65 переходные. Переходные элементы, кроме железа, мало распространены в природе. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, металлические элементы, имеющие незаполненные внутренние электронные оболочки. Переходные элементы характеризуются переменной ВАЛЕНТНОСТЬЮ и образованием окрашенных ионов. Сюда входят элементы с атомным номером от 21 до 112.… … Научно-технический энциклопедический словарь

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — хим. элементыпобочных подгрупп (b подгрупп) периодической системы элементов. К ним относятся d и f элементы, т. е. элементы, у к рыхпроисходит заполнение 3d ,4d , 5d оболочки (переходныеметаллы) или 4f и 5f оболочки (лантаноиды и актиноиды… … Физическая энциклопедия

переходные элементы — (переходные металлы), химические элементы подгрупп «б» периодической системы. Атомы переходных элементов имеют незавершённые внутренние электронные оболочки. Различают d элементы, у которых происходит заполнение внутренних 3d , 4d , 5d и 6d… … Энциклопедический словарь

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — В соответствии с периодической классификацией элементов существует 44 элемента, образующих подгруппы А. В каждой из этих подгрупп (или семейств) на внешней (валентной) электронной оболочке число электронов равно номеру группы. При переходе от… … Энциклопедия Кольера

переходные элементы — pereinamieji elementai statusas T sritis chemija apibrėžtis d ir f elementai. atitikmenys: angl. transition elements rus. переходные элементы … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — (переходные металлы; хим. элементы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов периодической системы; являются d и f элементами. Назв. переходные связано с тем, что в периодах П. э. вклиниваются между s и р элементами. Всего известно 65 … Химическая энциклопедия

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — (переходные металлы), хим. элементы подгрупп б периодич. системы. Атомы П. э. имеют незавершённые внутр. электронные оболочки. Различают rf элементы, у к рых происходит заполнение внутр. 3d , 4d , 5d и 6d подоболочек, и f элементы, у к рых… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Переходный металл

Смотреть что такое "Переходный металл" в других словарях:

переходный металл — Металл, в котором доступные электронные энергетические уровни заняты таким способом, что d полоса содержит менее максимально возможного количества электронов (десять на атом), например железо, кобальт, никель и вольфрам. Отличительные свойства… … Справочник технического переводчика

Переходный металл — Transition metal Переходный металл. Металл, в котором доступные электронные энергетические уровни заняты таким способом, что d полоса содержит менее максимально возможного количества электронов (десять на атом), например железо, кобальт, никель и … Словарь металлургических терминов

переходный металл — Металл в твёрдом теле, энергия которого находится в зоне проводимости … Политехнический терминологический толковый словарь

Металл — (Metal) Определение металла, физические и химические свойства металлов Определение металла, физические и химические свойства металлов, применение металлов Содержание Содержание Определение Нахождение в природе Свойства Характерные свойства… … Энциклопедия инвестора

Драгоценные металлы — (Precious metals) Драгоценные металлы это редко встречающиеся металлы, которые отличаются блеском, красотой и стойкостью к коррозии История добычи драгоценных металлов, разновидности, свойства, применение, распространение в природе, сплавы… … Энциклопедия инвестора

Аморфные металлы — Образцы аморфных металлов … Википедия

Медь — (Copper) Металл медь, месторождения и добыча меди, получение и применение Информация о металле медь, свойства меди, месторождения и добыча металла, получение и применение меди Содержание — (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы… … Энциклопедия инвестора

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТЁКЛА — (стекловидные металлы, метглассы), металлич. сплавы в стеклообразном состоянии, образующиеся при сверхбыстром охлаждении металлич. расплава (скорость охлаждения ?106 К/с). Быстрый теплоотвод достигается, если, по крайней мере, один из размеров… … Физическая энциклопедия

Палладий — У этого термина существуют и другие значения, см. Палладий (значения). 46 Родий ← Палладий → Серебро … Википедия

Переходный металл: свойства и список

Элементы в периодической таблице часто делятся на четыре категории: элементы основной группы, переходные металлы, лантаноиды и актиноиды. В основные элементы группы включают активные металлы в двух колонках по крайней левой части таблицы Менделеева и металлов, полуметаллов и неметаллов в шести колонках на крайней правой. Эти переходные металлы являются металлическими элементами, которые выступают в качестве своего рода моста или перехода между частями сторонами периодической таблицы.

Что это такое

Вам будет интересно: Эвентуальный — это какой?

Из всех групп химических элементов переходные металлы могут быть наиболее сложными для идентификации, потому что существуют различные мнения относительно того, что именно туда должно быть включено. Согласно одному из определений, к ним относят любые вещества с частично заполненной d-электронной подоболочкой (обиталью). Это описание относится к группам с 3-й по 12-ю в периодической таблице, хотя элементы f-блока (лантаноиды и актиноиды, расположенные ниже основной части периодической таблицы) также являются переходными металлами.

Их название связано с именем английского химика Чарльза Бери, который использовал его в 1921 году.

Место в периодической таблице

Переходными являются все металлы рядов, расположенных в группах от IB до VIIIB периодической таблицы:

с 21-го (скандий) по 29-й (медь);
с 39-го (иттрий) по 47-й (серебро);
с 57-го (лантан) до 79-го (золото);
с 89-го (актиний) до 112-й (коперник).

Последняя группа включает лантаноиды и актиноиды(так называемые f-элементы, которые представляют собой их особую группу, все остальные относятся к d-элементам).

Переходные металлы: список

Перечень этих элементов представлен:

скандием;
титаном;
ванадием;
хромом;
марганцем;
железом;
кобальтом;
никелем;
медью;
цинком;
иттрием;
цирконием;
ниобием;
молибденом;
технецием;
рутением;
родием;
палладием;
серебром;
кадмием;
гафнием;
танталом;
вольфрамом;
рением;
осмием;
иридием;
платиной;
золотом;
ртутью;
резерфодием;
дубнием;
сиборгием;
борием;
хассием;
мейтнерием;
дармштадтием;
рентгением;
унунбием.

Группа лантаноидов представлена:

лантаном;
церием;
празеодимом;
неодимом;
прометием;
самарием;
европием;
гадолинием;
тербием;
диспрозием;
гольмием;
эрбием;
тулием;
иттербием;
лютецием.

актинием;
торием;
протактинием;
ураном;
нептунием;
плутонием;
америцием;
кюрием;
берклием;
калифорнием;
эйнштейнием;
фермием;
менделевием;
нобелием;
лоуренсием.

Особенности

В процессе образования соединений атомы металлов могут использоваться как валентные s- и p-электроны, так и d-электроны. Поэтому d-элементы в большинстве случаев характеризуются переменной валентностью, в отличие от элементов главных подгрупп. Это свойство обуславливает их способность к образованию комплексных соединений.

Наличие определенных свойств обуславливает название этих элементов. Все переходные металлы ряда являются твердыми с высокими температурами плавления и кипения. При перемещении слева направо по периодической таблице пять d-орбиталей становятся более заполненными. Их электроны слабо связаны, что способствует высокой электропроводности и податливости переходных элементов. Им свойственна также низкая энергия ионизации (она требуется при удалении электрона от свободного атома).

Химические свойства

Переходные металлы проявляют широкий спектр состояний окисления или положительно заряженных форм. В свою очередь, они позволяют переходным элементам образовывать много различных ионных и частично ионных соединений. Образование комплексов приводит к расщеплению d-орбиталей на два энергетических подуровня, что позволяет многим из них поглощать определенные частоты света. Таким образом, образуются характерные окрашенные растворы и соединения. Эти реакции иногда усиливают относительно низкую растворимость некоторых соединений.

Переходные металлы характеризуются высокой электропроводностью и теплопроводностью. Они податливы. Обычно образуют парамагнитные соединения из-за неспаренных d-электронов. Также им свойственна высокая каталитическая активность.

Следует также отметить, что существует некоторая полемика о классификации элементов на границе между основной группой и элементами переходного металла в правой части таблицы. Этими элементами являются цинк (Zn), кадмий (Cd) и ртуть (Hg).

Проблемы систематизации

Разногласия относительно того, следует ли классифицировать их как относящиеся к основной группе или переходные металлы, свидетельствуют о том, что различия между этими категориями не ясны. Между ними есть определенное сходство: они выглядят как металлы, они податливы и пластичны, они проводят тепло и электричество и образуют положительные ионы. Тот факт, что двумя лучшими проводниками электричества являются переходный металл (медь) и элемент, относящийся к основной группе (алюминий), показывает степень, в которой физические свойства элементов двух этих групп перекрываются.

Сравнительная характеристика

Существуют также различия между основными и переходными металлами. Например, последние являются более электроотрицательными, чем представители основной группы. Поэтому они с большей вероятностью образуют ковалентные соединения.

Другое различие между металлами основной группы и переходными металлами можно увидеть в формулах соединений, которые они образуют. Первые имеют тенденцию образовывать соли (такие как NaCl, Mg 3 N 2 и CaS), в которых достаточно только отрицательных ионов, чтобы уравновесить заряд на положительных ионах. Переходные металлы образуют аналогичные соединения, такие как FeCl3, HgI2 или Cd (OH)2. Однако они чаще, чем металлы основной группы, образуют комплексы, такие как FeCl4- , HgI42- и Cd (ОН)42-, имеющие избыточное количество отрицательных ионов.

Еще одно отличие между основной группой и ионами переходных металлов заключается в легкости, с которой они образуют стабильные соединения с нейтральными молекулами, такими как вода или аммиак.

Периодическая таблица Менделеева - как правильно пользоваться и читать

Крупная, многогранная и неоднозначная группировка химических элементов порождает немало вопросов на тему того, как пользоваться таблицей Менделеева. Между тем, это самый полный и завершенный вариант сортировки атомов всех веществ этой планеты.

Область применения данной классификации – не только химия или иные точные и естественные науки. Полезна она будет и простому обывателю для тренировки памяти или приспособлению к большим и сложным формулировкам и документам. С должным усердием и прилежанием в изучении таблицы, она станет легко понимаемым справочным материалом.

Периодическая таблица Менделеева

До Дмитрия Ивановича собрать элементы в один список пытались многие умы Европы. С начала XIX века они предприняли множество попыток сопоставления веществ.

В 1869 г. свой первый план представляет и Менделеев, через 2 года – завершает доработку и издает последний вариант таблицы.

Основная идея группировки – периодичность. Расположив элементы в порядке увеличения атомной массы, он заметил, что время от времени их свойства повторяются.

Ко 2-й половине XIX века миру было известно намного меньше веществ, чем сегодня, так что химик оставил пустые места в своей таблице, предполагая открытие новых элементов, и даже сумел заранее определить свойства открытых впоследствии галлия Ga 31 и германия Ge 32.

С каждым последующим номером элемента возрастает его атомная масса, заряд ядра, уровень электронов (количество элементов и их связей), показатели активности повторяются в зависимости от периода.

Формулировка периодического закона химических элементов

Русский ученый составлял наброски таблицы около 20 лет, пытаясь подобрать верную закономерность в их размещении. Отметив концепцию цикличности, он превратил её в периодический закон, изложив свое понимание правила:

«Свойства элементов, как и формируемых ими простых и сложных веществ, предполагают периодическую зависимость от их атомного веса».

Развитие науки в течение 20-го столетия несколько видоизменило закон: на смену термину «атомный вес» пришел «заряд ядра атома», вместо «простых и сложных веществ» - «веществ и соединений», к элементам добавилось определение «химическим».

Как читать таблицу Дмитрия Ивановича Менделеева

Ячейки химической базы данных разбиты в группы последовательностей по горизонтали и вертикали. Элементы имеют краткое обозначение из 1-3 букв (для формул и вычислений).

Группы

Представлены в виде столбцов таблицы. В системе старого образца их 8.

В настоящий же момент выделено 18.

Распределяют элементы в группы по однотипности: по строению атома они подобны друг другу. Также у представителей одного столбца схожая формула высшего оксида.

Традиционные типы столбцов делятся на подкатегории: А (с яркими признаками группы) и В (переходные металлы). Принадлежность зависит от положения символа (слева для A или справа для B):

Периоды

Горизонтальные цепочки в таблице, в которых элементы расположены по росту порядкового номера. В линии слева направо увеличиваются заряды ядра атомов.

Периодов всего 7:

1-й период содержит лишь гелий He 2 и водород H 1 ;

2 и 3 содержат по 8 компонентов;

4-й и 5-й содержат 18 единиц каждый;

6-й период вмещает 32 элемента;

7-й хранит 31 единицу и продолжает дополняться.

Физический смысл порядкового номера

Порядковый номер химического элемента также показывает, сколько в составе ядра атома протонов и сколько электронов вращается вокруг него.

Свойства таблицы Менделеева

Химические элементы оцениваются по множеству параметров. Один из основных – окислительно-восстановительные свойства.

С убыванием в периоде и возрастанием в группе (стремление к левому нижнему углу) проявляются металлические характеристики, обратное направление в правый верхний угол увеличивает окислительные неметаллические качества.

Элементы таблицы Менделеева

Объекты в периодической системе делятся между двумя «полюсами полярности» - металлами и неметаллами. Первая категория также делится на подсистемы: легкие, переходные, щелочные и иные типы.

Также есть класс «металлоподобных» полупроводников с неопределенным статусом. Отдельно располагаются благородные газы, не подверженные реакциям.

Часть элементов с номером более 100 открыта сравнительно недавно, их принадлежность к каким-либо группам только предположительна.

Щелочные и щелочноземельные элементы

Представители 1 (IA) и 2 (IIA) групп таблицы Менделеева - металлы со слабой устойчивостью и высокой степенью растворимости:

Щелочные металлы имеют серебристый отблеск, хорошо разламываются и режутся. Из всех размещенных в таблице металлов активнее других вступают в реакцию с молекулами других веществ, отдавая единственный свободный электрон. При контакте с водой создают гидроксиды – щелочи:

Щелочноземельные металлы более твердые и тугоплавкие, с бледно-серым оттенком. В их список входят:

Большая часть из них способна создавать щелочь, но не так легко расстается с двумя незанятыми электронами. Другие металлы они замещают, но перед щелочными бессильны и вытесняются ими из молекул.

Лантаноиды и актиноиды

Прежде получили название редкоземельных металлов из-за малого количества месторождений и трудностей в выводе чистого металла из соединений. Им соответствует 3 (III B) группа, хотя это иногда оспаривается.

В рамках семейства лантаноиды («скрытые») имеют схожую форму атома и внешние признаки, но различаются свойствами. Поодиночке почти не встречаются.

Актиноиды, помимо общих черт, радиоактивны. В природе, кроме, урана U 92, почти не встречаются, создаются искусственно.

Для удобства обе группы элементов выведены в 2 строки под общей таблицей.

Галогены и благородные газы

17 (VII A) группа состоит из галогенов:

Самый реактивный – фтор F 9 (способен разрушать молекулы воды):

С ростом периода свойства элементов слабеют.

Все галогены токсичны, опасны для жизни, поражают дыхательные пути.

В последней, VIII A или 18 группе, находятся инертные газы:

Их внешний уровень электронов равен 8 (полностью заполнен), отчего они не способны вступать в реакцию с другими атомами. Крайне редко создают непрочные молекулы, распадающиеся при нагревании.

Переходные металлы

Представлены всеми подгруппами в традиционной системе или занимают с 3 по 12 столбцы в современных таблицах. Большинство обладает металлическим блеском, по цвету и состоянию различаются (большинство – твердые, но есть исключения, например, жидкая ртуть).

Могут отдавать разное количество электронов с нескольких оболочек для создания вещества (например, титан Ti 22 и железо Fe 26 способны отдавать от 2 до 4, медь Cu 29 – от 1 до 2, цинк Zn 30 – только 2, золото Au 79 и серебро Ag 47 практически не вступают в реакцию).

Металлоиды

Располагаются на стыке посреди легких металлов и неметаллов, в диагонали с 13 по 17 группах. В своем большинстве – полупроводники (хуже металлов проводят электрический ток).

Часть из них – металлы внешне, неметаллы по активности, часть – наоборот. Бор B 5, к примеру, является неметаллом с полупроводниковыми качествами.

Постпереходные металлы

Они же «легкие». От переходных аналогов отличаются меньшей твердостью и весом. Имеют иные температуры плавления и кипения. Для соединений отдают электроны только с внешней оболочки. Превосходят полуметаллы по восстановительности. Легкий металл выглядит как вещество с матовым оттенком вместо блеска.

Размещаются после переходных металлов под полупроводниками (в 13-17 столбцах или IIIA – VIIA). Алюминий Al 13 носит неопределенный статус (иногда причисляется к металлоидам).

Неметаллы

Располагаются в правом верхнем углу между полуметаллами и инертными газами (начала 13-17 групп). Имеют больше электронов на внешней оболочке, стремятся присоединить к себе еще больше (в противоположность металлам), чтобы набрать полный уровень электронов.

Могут находиться:

в виде газа (кислород O 8, азот N 7);

жидкости (бром Br 35);

в твердом (углерод C 6, кремний Si 14) состоянии.

Интересное положение занимает водород H 1. Его причисляют то к 1, то к 17 группе: он, будучи неметаллом, может проявлять и окислительные, и восстановительные свойства.

Заключение

При детальном рассмотрении таблица Менделеева уже не кажется столь огромной. Главные моменты в пользовании – отследить группу и период элемента, после чего будет несложно определить его свойства и показатели.

Различные картинки в 8 или 18 столбцов не будут поводом для замешательства: семейства и категории выделяются разными цветами (полуметаллы – двухцветные). Ученики найдут решение задач, а любители головоломок получат новый способ тренировки мышления. Ячейка с нужными обозначениями найдется без особых препятствий.

Читайте также: