D สอดคล้องกับองค์ประกอบที่ 4 ของตารางธาตุ ลักษณะทั่วไปขององค์ประกอบ d
บทความนี้ไม่มีลิงก์ไปยังแหล่งข้อมูล ข้อมูลจะต้องสามารถตรวจสอบได้ มิฉะนั้นอาจถูกซักถามและลบทิ้ง คุณสามารถ... วิกิพีเดีย
สตริงระยะเวลา ตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมี ลำดับของอะตอมตามการเพิ่มประจุนิวเคลียร์และเติมอิเล็กตรอนชั้นนอกด้วยอิเล็กตรอน ตารางธาตุมีเจ็ดช่วง ช่วงแรกมี 2 องค์ประกอบ ... Wikipedia
104 ลอเรนเซียม ← รัทเทอร์ฟอร์ดเดียม → ดับเนียม ... Wikipedia
D. I. Mendeleev การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติซึ่งเป็นการแสดงออกแบบตาราง (หรือกราฟิกอื่น ๆ ) กฎหมายเป็นระยะเมนเดเลเยฟ (ดู กฎธาตุของเมนเดเลเยฟ) ป.ล. จ. พัฒนาโดย D.I. Mendeleev ในปี 1869... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต
เมนเดเลเยฟ มิทรี อิวาโนวิช- (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ชีวประวัติของ Mendeleev กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev ข้อมูลเกี่ยวกับชีวประวัติของ Mendeleev กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev สารบัญ 1. ชีวประวัติ 2. สมาชิกของชาวรัสเซีย 3. กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์เป็นระยะ... สารานุกรมนักลงทุน
ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี (ตารางของ Mendeleev) การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีสร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบที่มีประจุ นิวเคลียสของอะตอม- ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia
ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia
ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia
การจำแนกองค์ประกอบทางเคมี (ตารางธาตุ) ขององค์ประกอบทางเคมี สร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบในประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบนี้เป็นการแสดงออกถึงกฎหมายเป็นระยะซึ่งกำหนดโดยรัสเซีย... ... Wikipedia
คำนิยาม
โพแทสเซียม- องค์ประกอบแรกของช่วงที่สี่ ตั้งอยู่ในกลุ่ม I ของกลุ่มย่อยหลัก (A) ของตารางธาตุ
หมายถึงองค์ประกอบของตระกูล s โลหะ. ธาตุโลหะที่อยู่ในกลุ่มนี้เรียกรวมกันว่าอัลคาไลน์ การกำหนด - K. หมายเลขซีเรียล - 19. ญาติ มวลอะตอม- 39.102 น.
โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมโพแทสเซียม
อะตอมโพแทสเซียมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก (+19) ภายในประกอบด้วยโปรตอน 19 ตัวและนิวตรอน 20 ตัว และอิเล็กตรอน 19 ตัวเคลื่อนที่ใน 4 วงโคจร
รูปที่ 1. โครงสร้างแผนผังของอะตอมโพแทสเซียม
การกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างออร์บิทัลมีดังนี้:
1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 4ส 1 .
ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมโพแทสเซียมประกอบด้วยอิเล็กตรอน 1 ตัวซึ่งเป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอน สถานะออกซิเดชันของโพแทสเซียมคือ +1 แผนภาพพลังงานของสถานะกราวด์มีรูปแบบดังต่อไปนี้:
สภาพตื่นเต้นแม้จะว่าง 3 พี- และ 3 ง- ไม่มีวงโคจร
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
ตัวอย่างที่ 1
ออกกำลังกาย | อะตอมของธาตุมีโครงสร้างอิเล็กตรอนดังนี้ 1 ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 3ง 10 4ส 2 4พี 3. ระบุ: ก) ประจุนิวเคลียร์; b) จำนวนระดับพลังงานที่สมบูรณ์ในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมนี้ c) ระดับการเกิดออกซิเดชันสูงสุดที่เป็นไปได้ d) ความจุของอะตอมร่วมกับไฮโดรเจน |
สารละลาย | ในการที่จะตอบคำถามเหล่านี้ คุณต้องหาจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมเสียก่อน องค์ประกอบทางเคมี- ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มอิเล็กตรอนทั้งหมดที่มีอยู่ในอะตอม โดยไม่คำนึงถึงการกระจายตัวของระดับพลังงาน: 2+2+6+2+6+10+2+3 = 33. นี่คือสารหนู (As) ตอนนี้เรามาตอบคำถาม: ก) ประจุนิวเคลียร์คือ +33; b) อะตอมมีสี่ระดับ โดยที่ระดับสมบูรณ์สามระดับ c) เขียนแผนภาพพลังงานสำหรับเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมอาร์เซนิกในสถานะพื้นดิน
สารหนูสามารถเข้าสู่สถานะตื่นเต้นได้: อิเล็กตรอน ส- ระดับย่อยไอน้ำออกมาและหนึ่งในนั้นเคลื่อนไปยังที่ว่าง ง-วงโคจร
อิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ห้าตัวบ่งชี้ว่าสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้สูงสุดของสารหนูคือ +5; d) ความจุของสารหนูร่วมกับไฮโดรเจนคือ III (AsH 3) |
วัตถุประสงค์ของงานนี้คือเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของโลหะทรานซิชันและสารประกอบของโลหะทรานซิชันบางชนิด
โลหะของกลุ่มย่อยด้านข้างที่เรียกว่าองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงเป็นขององค์ประกอบ d เนื่องจาก d-orbitals ในอะตอมเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน
ในโลหะทรานซิชัน เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะอยู่ที่วงโคจร d ของระดับนอกสุดและวงโคจร S ของระดับอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอกสุด ความเป็นโลหะขององค์ประกอบทรานซิชันอธิบายได้จากการมีอิเล็กตรอนหนึ่งหรือสองตัวอยู่ในชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก
ระดับย่อย d ที่ไม่สมบูรณ์ของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ก่อนภายนอกจะเป็นตัวกำหนดความหลากหลายของสถานะเวเลนซ์ของโลหะของกลุ่มย่อยด้านข้าง ซึ่งจะอธิบายการมีอยู่ของสารประกอบจำนวนมาก
อิเล็กตรอนจากวงโคจร d มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีหลังจากใช้อิเล็กตรอน S จากวงโคจรรอบนอก อิเล็กตรอนทั้งหมดหรือบางส่วนใน d ออร์บิทัลของระดับอิเล็กทรอนิกส์สุดท้ายสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีได้ ในกรณีนี้ จะเกิดสารประกอบที่สอดคล้องกับสถานะเวเลนซ์ที่ต่างกัน เวเลนซ์แปรผันของโลหะทรานซิชันเป็นคุณสมบัติเฉพาะของโลหะทรานซิชัน (ยกเว้นโลหะของกลุ่มย่อยทุติยภูมิ II และ III) โลหะของกลุ่มย่อยด้านข้าง IV, V, VI, VII ของกลุ่มสามารถรวมไว้ในสารประกอบทั้งในสถานะวาเลนซ์สูงสุด (ซึ่งสอดคล้องกับหมายเลขหมู่) และในสถานะวาเลนซ์ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่น ไทเทเนียมมีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะ 2-, 3-, 4-เวเลนซ์ และแมงกานีสมีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะ 2-, 3-, 4-, 6- และ 7-วาเลนซ์
ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะทรานซิชันซึ่งมีสถานะเวเลนซ์ต่ำที่สุด มักจะแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน เช่น Fe(OH) 2 ออกไซด์ที่สูงขึ้นและไฮดรอกไซด์จะมีคุณลักษณะเป็นแอมโฟเทอริก เช่น TiO 2, Ti(OH) 4 หรือความเป็นกรด เป็นต้น
และ
.
คุณสมบัติรีดอกซ์ของสารประกอบของโลหะที่เป็นปัญหานั้นสัมพันธ์กับสถานะเวเลนซ์ของโลหะด้วย สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำที่สุดมักจะแสดงคุณสมบัติรีดิวซ์ และสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันสูงสุดจะมีคุณสมบัติออกซิไดซ์
ตัวอย่างเช่น สำหรับแมงกานีสออกไซด์และไฮดรอกไซด์ คุณสมบัติรีดอกซ์จะเปลี่ยนไปดังนี้:
การเชื่อมต่อที่ซับซ้อน
คุณลักษณะเฉพาะของสารประกอบโลหะทรานซิชันคือความสามารถในการสร้างสารเชิงซ้อน ซึ่งอธิบายได้จากการมีอยู่ของวงโคจรอิสระในจำนวนที่เพียงพอในระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกและก่อนภายนอกของไอออนของโลหะ
ในโมเลกุลของสารประกอบดังกล่าว สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนจะอยู่ตรงกลาง รอบๆ มันประสานไอออน อะตอม หรือโมเลกุลที่เรียกว่าลิแกนด์ จำนวนของมันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารก่อเชิงซ้อนระดับของการเกิดออกซิเดชันและเรียกว่าหมายเลขประสานงาน:
สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนประสานลิแกนด์สองประเภทรอบ ๆ ตัวมันเอง: ประจุลบและเป็นกลาง คอมเพล็กซ์เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลที่แตกต่างกันหลายตัวรวมกันเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น:
คอปเปอร์ (II) ซัลโฟเทตราเอมีน, โพแทสเซียมเฮกซายาโนเฟอร์เรต (III)
ในสารละลายที่เป็นน้ำ สารประกอบเชิงซ้อนจะแยกตัวออกทำให้เกิดไอออนเชิงซ้อน:
ไอออนเชิงซ้อนเองก็สามารถแยกตัวออกจากกันได้เช่นกัน แต่โดยปกติจะมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตัวอย่างเช่น:
กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้และความสมดุลของมันจะเลื่อนไปทางซ้ายอย่างรวดเร็ว ดังนั้นตามกฎแห่งการกระทำมวลชน
ค่าคงที่ Kn ในกรณีเช่นนี้เรียกว่าค่าคงที่ความไม่เสถียรของไอออนเชิงซ้อน ยิ่งค่าคงที่มากขึ้น ความสามารถของไอออนในการแยกตัวออกเป็นส่วนที่เป็นส่วนประกอบก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ค่า Kn ได้รับในตาราง:
การทดลองที่ 1. ออกซิเดชันของไอออน Mn 2+ ให้เป็นไอออน
.
เติมตะกั่วไดออกไซด์เล็กน้อยลงในหลอดทดลองโดยให้คลุมเฉพาะด้านล่างของหลอดทดลอง เติมความเข้มข้นลงไป 2-3 หยด
และสารละลายหนึ่งหยด
- ให้ความร้อนสารละลายและสังเกตลักษณะของไอออน
- เขียนสมการของปฏิกิริยา ควรใช้สารละลายเกลือแมงกานีสในปริมาณเล็กน้อยเนื่องจากมีไอออนมากเกินไป
คืนค่า
ถึง
.
การทดลองที่ 2. ออกซิเดชันกับไอออน
ในสารละลายที่เป็นกรด เป็นกลาง และด่าง
ผลิตภัณฑ์ลดไอออน
จะแตกต่างกันและขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ดังนั้นใน สารละลายที่เป็นกรดไอออน
ถูกรีดิวซ์เป็นไอออน
.
ในสารละลายที่เป็นกลาง เป็นกรดเล็กน้อยและเป็นด่างเล็กน้อย เช่น ในช่วง pH ตั้งแต่ 5 ถึง 9 ไอออน
ลดลงจนกลายเป็นกรดเปอร์แมงกานัส:
ในสารละลายที่มีความเป็นด่างสูงและในกรณีที่ไม่มีสารรีดิวซ์ก็จะเกิดไอออน
ถูกรีดิวซ์เป็นไอออน
.
เทสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 5-7 หยดลงในหลอดทดลองสามหลอด
- เพิ่มกรดซัลฟิวริกเจือจางในปริมาณเท่ากันลงในหนึ่งในนั้นโดยไม่เพิ่มอะไรเลยและสารละลายอัลคาไลเข้มข้นในส่วนที่สาม เติมสารละลายโพแทสเซียมหรือโซเดียมซัลไฟต์ทีละหยดลงในหลอดทดลองทั้งสามหลอด เขย่าสิ่งที่อยู่ในหลอดทดลองจนกระทั่งสารละลายไม่มีสีในหลอดทดลองหลอดแรก เกิดตะกอนสีน้ำตาลในหลอดที่สอง และสารละลายเปลี่ยนเป็นสีเขียว ที่สาม เขียนสมการปฏิกิริยาโดยคำนึงว่าไอออน
กลายเป็นไอออน
- ให้ค่าประมาณความสามารถในการออกซิไดซ์
วี สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันตามตารางศักยภาพรีดอกซ์
การทดลองที่ 3 ปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ใส่ 1 มล. ลงในหลอดทดลอง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เติมสารละลายกรดซัลฟิวริก 2-3 หยดและสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 2-3 หยด ปล่อยก๊าซอะไรออกมา? ทดสอบด้วยคบเพลิงที่ลุกเป็นไฟ เขียนสมการของปฏิกิริยาและอธิบายตามศักยภาพรีดอกซ์
การทดลองที่ 4. สารประกอบเหล็กเชิงซ้อน
A) การได้รับปรัสเซียนบลู สำหรับสารละลายเกลือเหล็ก (III) 2-3 หยด ให้เติมกรด 1 หยด น้ำ 2-3 หยด และสารละลายโพแทสเซียมเฟอร์เรต hexation-(P) 1 หยด (เกลือเลือดสีเหลือง) สังเกตลักษณะตะกอนสีน้ำเงินปรัสเซียน เขียนสมการของปฏิกิริยา ปฏิกิริยานี้ใช้ในการตรวจจับไอออน
- ถ้า
เมื่อรับเข้าไปมากเกินไป แทนที่จะเกิดการตกตะกอนของปรัสเซียนบลู รูปแบบที่ละลายได้ในคอลลอยด์ของมันจะก่อตัวขึ้น
ตรวจสอบความสัมพันธ์ของปรัสเซียนบลูกับการกระทำของด่าง กำลังสังเกตอะไรอยู่? ตัวไหนแยกตัวได้ดีกว่ากัน? Fe(OH) 2 หรือไอออนเชิงซ้อน
?
B) การเตรียมเหล็กไทโอไซยาเนต III หากต้องการสารละลายเกลือเหล็กสักสองสามหยด ให้เติมโพแทสเซียมหรือสารละลายแอมโมเนียมไทโอไซยาเนตหนึ่งหยด
- เขียนสมการของปฏิกิริยา
วิจัยอัตราส่วนไทโอไซยาเนต
ให้เป็นด่างและอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ ปฏิกิริยานี้เหมือนกับปฏิกิริยาก่อนหน้านี้ ใช้ในการตรวจจับไอออน
.
การทดลองที่ 5. การเตรียมสารประกอบเชิงซ้อนโคบอลต์
วางสารละลายเกลือโคบอลต์อิ่มตัว 2 หยดลงในหลอดทดลอง และเติมสารละลายแอมโมเนียมอิ่มตัว 5-6 หยด โปรดทราบว่าการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดสารละลายเกลือที่ซับซ้อน
- ไอออนเชิงซ้อน
มีสีฟ้าและมีไอออนไฮเดรต
- เป็นสีชมพู อธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้:
1. สมการในการได้รับเกลือโคบอลต์เชิงซ้อน
2. สมการการแยกตัวของเกลือโคบอลต์เชิงซ้อน
3. สมการการแยกตัวของไอออนเชิงซ้อน
4. การแสดงออกของค่าคงที่ความไม่เสถียรของไอออนเชิงซ้อน
ทดสอบคำถามและงาน
1. สารประกอบมีคุณสมบัติอะไร (ออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์) ระดับสูงสุดออกซิเดชันของธาตุ? เขียนสมการอิเล็กตรอน-ไอออนิกและโมเลกุลสำหรับปฏิกิริยา:
2. สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันขั้นกลางของธาตุมีคุณสมบัติอะไรบ้าง สร้างสมการปฏิกิริยาอิเล็กตรอน-ไอออนิกและโมเลกุล:
3. ระบุคุณสมบัติพิเศษและคล้ายคลึงกันของเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เหตุใด D.I. Mendeleev จึงวางโคบอลต์ระหว่างเหล็กและนิกเกิลในตารางธาตุแม้ว่าจะมีค่าน้ำหนักอะตอมก็ตาม
4. เขียนสูตรสารประกอบเชิงซ้อนของเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล อะไรอธิบายความสามารถเชิงซ้อนที่ดีขององค์ประกอบเหล่านี้
5. ลักษณะของแมงกานีสออกไซด์เปลี่ยนแปลงอย่างไร? เหตุผลนี้คืออะไร? แมงกานีสมีเลขออกซิเดชันเท่าใดในสารประกอบ
6. เคมีของแมงกานีสและโครเมียมมีความคล้ายคลึงกันหรือไม่? มันแสดงออกอย่างไร?
7. คุณสมบัติของแมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล โครเมียมใช้เทคโนโลยีอย่างไร?
8. ประเมินความสามารถในการออกซิไดซ์ของไอออน
และลดความสามารถของไอออน
.
9. เราจะอธิบายได้อย่างไรว่าเลขออกซิเดชันของ Cu, Ag, Au สามารถมากกว่า +17 ได้
10. อธิบายความดำคล้ำของเงินเมื่อเวลาผ่านไปในอากาศ ความเขียวของทองแดงในอากาศ
11. เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นตามแบบแผน
องค์ประกอบของคาบที่ 4 ของตารางธาตุ
nเอ่อ | การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ | KR | ทีได้โปรด โอ ซี | ดี เอ็นกรุณา kJ/โมล | เนวาดา, MPa | ทีคิป โอ้ ซี | ดี เอ็นกีบ, กิโลจูล/โมล | |
เค | ส 1 | สำเนาลับถึง | 63,55 | 2,3 | - | 89,4 | ||
แคลิฟอร์เนีย | ส 2 | จีซีซี | 8,4 | |||||
วท | ส 2 ง 1 | ฐานสิบหก | 14,1 | |||||
ติ | ส 2 ง 2 | จีพียู | ||||||
วี | ส 2 ง 3 | สำเนาลับถึง | 23,0 | |||||
Cr | ส 1 ง 5 | สำเนาลับถึง | 21,0 | |||||
มน | ส 2 ง 5 | สำเนาลับถึง | 12,6 | - | ||||
เฟ | ส 2 ง 6 | สำเนาลับถึง | 13,77 | |||||
บริษัท | ส 2 ง 7 | ฐานสิบหก | 16,3 | |||||
นิ | ส 2 ง 8 | จีซีซี | 17,5 | |||||
ลูกบาศ์ก | ส 1 ง 10 | จีซีซี | 12,97 | |||||
สังกะสี | ส 2 ง 10 | จีพียู | 419,5 | 7,24 | - | |||
กา | ส 2 ง 10 พี 1 | รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน | 29,75 | 5,59 | ||||
จีอี | ส 2 ง 10 พี 2 | พีซี | 958,5 | - | ||||
เช่น | ส 2 ง 10 พี 3 | ฐานสิบหก | 21,8 | - | ย่อย | |||
ส | ส 2 ง 10 พี 4 | ฐานสิบหก | 6,7 | 685,3 | ||||
บ | ส 2 ง 10 พี 5 | -7,25 | 10,6 | - | 59,8 | 29,6 | ||
ค | ส 2 ง 10 พี 6 | -157 | 1,64 | - | -153 | 9,0 |
ข้าว. 3.8. การพึ่งพาอุณหภูมิหลอมละลาย ( ทีกรุณา) และเดือด ( ทีกีบ) เอนทาลปีของการหลอมรวม (D เอ็น pl) และเดือด (D เอ็นกีบ) ความแข็งบริเนลของสารอย่างง่ายคาบที่ 4 จากจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก (จำนวนอิเล็กตรอนที่เกินกว่าเปลือกก๊าซมีตระกูล Ar ที่เต็มไปจนหมด)
ตามที่ระบุไว้ เพื่ออธิบายพันธะเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะ เราสามารถใช้วิธีการแทนได้ พันธบัตรวาเลนซ์- วิธีการอธิบายสามารถอธิบายได้โดยใช้ตัวอย่างของผลึกโพแทสเซียม อะตอมโพแทสเซียมมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในระดับพลังงานภายนอก ในอะตอมโพแทสเซียมที่แยกได้ อิเล็กตรอนนี้จะอยู่ที่ 4 ส-ออร์บิทัล ในขณะเดียวกันอะตอมโพแทสเซียมก็มีระดับพลังงานที่ไม่แตกต่างจาก 4 มากนัก ส-ออร์บิทัลเป็นอิสระ ออร์บิทัลไม่ถูกอิเล็กตรอนครอบครอง เกี่ยวข้องกับ 3 ง, 4พี-ระดับย่อย สันนิษฐานได้ว่าเมื่อเกิดพันธะเคมี วาเลนซ์อิเล็กตรอนของแต่ละอะตอมจะไม่เพียงแต่อยู่ที่ 4 เท่านั้น ส-ออร์บิทัล แต่ยังอยู่ในออร์บิทัลอิสระอันใดอันหนึ่งด้วย เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมหนึ่งตัวยอมให้มันสร้างพันธะเดี่ยวกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด การมีอยู่ของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของออร์บิทัลอิสระที่มีพลังงานแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย แสดงให้เห็นว่าอะตอมสามารถ "จับ" อิเล็กตรอนจากเพื่อนบ้านไปไว้ในออร์บิทัลอิสระวงใดตัวหนึ่ง จากนั้นมันจะมีโอกาสสร้างพันธะเดี่ยวสองพันธะกับมัน เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด เนื่องจากความเท่าเทียมกันของระยะทางไปยังเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดและอะตอมที่แยกไม่ออก จึงมีทางเลือกในการใช้งานที่หลากหลาย พันธะเคมีระหว่างอะตอมข้างเคียง หากเราพิจารณาชิ้นส่วนของโครงตาข่ายคริสตัลที่ประกอบด้วยอะตอมใกล้เคียงสี่อะตอม ตัวเลือกที่เป็นไปได้จะแสดงในรูปที่ 1 3.9.
องค์ประกอบของคาบที่ 4 ของตารางธาตุ - แนวคิดและประเภท การจำแนกประเภทและคุณลักษณะของหมวดหมู่ "องค์ประกอบของคาบที่ 4 ของตารางธาตุ" ปี 2558, 2560-2561
แนวคิด องค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงมักใช้เรียกธาตุใดๆ ที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน d หรือ f องค์ประกอบเหล่านี้มีตำแหน่งเปลี่ยนผ่านในตารางธาตุระหว่างองค์ประกอบ s แบบอิเล็กโตรบวกและองค์ประกอบ p แบบอิเล็กโทรเนกาติวิตี
องค์ประกอบ d มักเรียกว่าองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงหลัก อะตอมของพวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างภายในของ d-subshell ความจริงก็คือว่า s-orbital ของเปลือกนอกมักจะถูกเติมเต็มก่อนที่การเติม d-orbitals ในเปลือกอิเล็กตรอนก่อนหน้าจะเริ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนใหม่แต่ละตัวที่ถูกเพิ่มเข้าไปในเปลือกอิเล็กตรอนขององค์ประกอบ d ถัดไปตามหลักการเติม จะไม่จบลงที่เปลือกด้านนอก แต่อยู่ในเปลือกย่อยด้านในที่อยู่ข้างหน้ามัน คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบเหล่านี้ถูกกำหนดโดยการมีส่วนร่วมของอิเล็กตรอนจากเปลือกทั้งสองนี้ในการทำปฏิกิริยา
d-Elements ก่อตัวเป็นชุดการเปลี่ยนแปลงสามชุด - ในช่วงที่ 4, 5 และ 6 ตามลำดับ ซีรีส์การเปลี่ยนผ่านชุดแรกประกอบด้วย 10 องค์ประกอบ ตั้งแต่สแกนเดียมไปจนถึงสังกะสี มีลักษณะพิเศษคือโครงสร้างภายในของออร์บิทัล 3 มิติ Orbital 4s เต็มเร็วกว่า orbital 3dเพราะมีพลังงานน้อยกว่า (กฎของ Klechkovsky)
อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่ามีความผิดปกติอยู่สองประการ โครเมียมและทองแดงต่างมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในวงโคจร 4 วินาที ความจริงก็คือเปลือกย่อยที่เติมครึ่งหนึ่งหรือเต็มนั้นมีเสถียรภาพมากกว่าเปลือกย่อยที่เติมบางส่วน
อะตอมโครเมียมมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในแต่ละวงโคจร 3 มิติจาก 5 วงที่ก่อตัวเป็นเปลือกย่อย 3 มิติ เปลือกย่อยนี้เต็มไปครึ่งหนึ่ง ในอะตอมทองแดง แต่ละวงโคจร 3 มิติทั้งห้าวงจะมีอิเล็กตรอนหนึ่งคู่ พบความผิดปกติที่คล้ายกันในเงิน
องค์ประกอบ d ทั้งหมดเป็นโลหะ
การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบคาบที่สี่ตั้งแต่สแกนเดียมไปจนถึงสังกะสี:
โครเมียม
โครเมียมอยู่ในคาบที่ 4 ในกลุ่ม VI ในกลุ่มย่อยรอง นี่คือโลหะ กิจกรรมเฉลี่ย- ในสารประกอบของมัน โครเมียมแสดงสถานะออกซิเดชัน +2, +3 และ +6 CrO - ออกไซด์พื้นฐานทั่วไป, Cr 2 O 3 - แอมโฟเทอริกออกไซด์, CrO 3 - โดยทั่วไป กรดออกไซด์ด้วยคุณสมบัติของสารออกซิไดซ์ที่แรงเช่นการเพิ่มขึ้นของระดับออกซิเดชันจะมาพร้อมกับคุณสมบัติที่เป็นกรดที่เพิ่มขึ้น
เหล็ก
เหล็กอยู่ช่วงที่ 4 ในกลุ่ม VIII ในกลุ่มย่อยรอง เหล็กเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง โดยในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดคือ +2 และ +3 สารประกอบเหล็กเป็นที่รู้จักกันว่ามีสถานะออกซิเดชันที่ +6 ซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง FeO แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน และ Fe 2 O 3 แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริกโดยมีคุณสมบัติเด่นเป็นพื้นฐาน
ทองแดง
ทองแดงอยู่ในช่วงที่ 4 ในกลุ่ม I ในกลุ่มย่อยรอง สถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดคือ +2 และ +1 ในชุดของแรงดันไฟฟ้าของโลหะ ทองแดงจะอยู่หลังไฮโดรเจน กิจกรรมทางเคมีของทองแดงไม่สูงมาก คอปเปอร์ออกไซด์: Cu2O CuO อย่างหลังและคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ Cu(OH)2 แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริกโดยมีคุณสมบัติเด่นกว่าคุณสมบัติพื้นฐาน
สังกะสี
สังกะสีอยู่ในช่วงที่ 4 ในกลุ่ม II ในกลุ่มย่อยรอง สังกะสีเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง ในสารประกอบของมันจะมีสถานะออกซิเดชันเดี่ยวที่ +2 ซิงค์ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริก