Belangrijkste verschil - D-blokelementen versus overgangselementen

De meeste mensen gebruiken de twee termen, d-blokelementen en overgangselementen, vaak door elkaar. Dit komt omdat ze aannemen dat alle d-blokelementen overgangselementen zijn, aangezien de meeste d-blokelementen overgangselementen zijn. Niet alle d-blokelementen zijn echter overgangselementen. Het belangrijkste verschil tussen d-blokelementen en overgangselementen is dat: d-blokelementen hebben volledig of onvolledig gevulde d-orbitalen, terwijl overgangselementen onvolledig gevulde d-orbitalen hebben in ten minste één stabiel kation dat ze vormen.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat zijn D-blokelementen? – Definitie, eigenschappen, voorbeelden 2. Wat zijn overgangselementen? – Definitie, eigenschappen, voorbeelden 3. Wat is het verschil tussen D-blokelementen en overgangselementen? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: Aufbau-principe, d-blok, diamagnetisch, ferromagnetisch, metaalbindingen, orbitalen, paramagnetisch, overgangselementen

Wat zijn D-blokelementen?

D-blokelementen zijn chemische elementen met elektronen gevuld tot hun d-orbitalen. De allereerste vereiste voor een element om een ​​d-blokelement te zijn, is de aanwezigheid van d-orbitalen. Elementen met ten minste één elektron in hun d-orbitalen worden gecategoriseerd als d-blokelementen. Het d-blok van het periodiek systeem bevindt zich tussen het s-blok en het p-blok.

Een belangrijk feit over d-blokelementen is dat ze d-orbitalen hebben die gedeeltelijk of volledig zijn gevuld met elektronen. Volgens het Aufbau-principe vullen elektronen orbitalen volgens de oplopende volgorde van de energieën van orbitalen. Met andere woorden, elektronen vullen de ns-orbitaal voordat ze de (n-1) d-orbitaal vullen. Dit komt omdat de energie van ns-orbitaal lager is dan (n-1) d-orbitaal. In elementen van de eerste rij van het periodiek systeem vullen elektronen eerst de 4s-orbitaal voordat ze de 3D-orbitaal vullen.

Figuur 1: De locatie van D-blok in het periodiek systeem der elementen

Maar er zijn ook enkele uitzonderingen. Hoewel het energieniveau lager is, vullen elektronen soms de orbitalen met de meest stabiele elektronenconfiguratie. Bijvoorbeeld, ns¹nd¹⁰ configuratie is stabieler dan ns²nd⁹. Dat komt door de stabiliteit van de volledige vulling van de d-orbitalen. Dergelijke twee voorbeelden worden hieronder getoond.

Chroom (Cr) = [Ar]3d⁵4s¹

Koper (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹

Figuur 2: Koper (Cu) heeft één elektron in 4s-orbitaal en 10 elektronen in 3d-orbitaal

Alle d-blokelementen zijn metalen. Ze vertonen zeer hoge smeltpunten en kookpunten vanwege hun sterke metaalbindingen. De afname van de atomaire stralen is gering in vergelijking met die van s- en p-blokelementen. Bovendien zijn de dichtheden zeer hoog vanwege het metallische karakter. Door de aanwezigheid van d-elektronen vertonen d-blokelementen variabele oxidatietoestanden.

Wat zijn overgangselementen

Overgangselementen zijn chemische elementen die onvolledig gevulde d-orbitalen hebben in ten minste één stabiel kation dat ze vormen. De meeste overgangselementen hebben onvolledige d-orbitalen in hun atomen en de meeste vormen kationen met ongepaarde elektronen in d-orbitalen. Enkele van dergelijke voorbeelden worden hieronder getoond.

Titaan (Ti) = [Ar]3d²4s² = Ti⁺² = [Ar]3d²4s⁰

Vanadium (V) = [Ar]3d³4s² = V⁺³ = [Ar]3d²4s⁰

IJzer (Fe) = [Ar]3d⁶4s² = Fe⁺² = [Ar]3d⁶4s⁰

Kobalt (Co) = [Ar]3d⁷4s² = Co⁺³ = [Ar]3d⁶4s⁰

Koper (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹ = Cu⁺² = [Ar]3d⁹4s⁰

Er zijn enkele d-blokelementen die niet als overgangselementen worden beschouwd. Dit komt omdat ze geen kationen vormen met onvolledige d-orbitalen. Soms kan het normale atoom ongepaarde d-elektronen hebben, maar het enige stabiele kation dat ze vormen, heeft mogelijk geen onvolledige d-orbitale vulling (bijv. Scandium). De volgende zijn voorbeelden.

Scandium (Sc) = [Ar]3d¹4s² = Sc⁺³ = [Ar]3d⁰4s⁰

Zink (Zn) = [Ar]3d¹⁰4s² = Zn⁺² = [Ar]3d¹⁰4s⁰

Alle overgangselementen behoren tot het d-blok van het periodiek systeem. Overgangselementen zijn metalen en zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur. De meeste vormen kationen met variabele oxidatietoestanden. De complexen die worden gevormd door het opnemen van overgangsmetalen zijn erg kleurrijk.

Figuur 3: Kleurrijke complexen gevormd door overgangselementen

Deze overgangsmetalen hebben katalytische eigenschappen. Daarom worden ze gebruikt als katalysatoren bij chemische reacties. Bijna alle overgangselementen zijn paramagnetisch of ferromagnetisch vanwege de aanwezigheid van grote aantallen ongepaarde elektronen.

Relatie tussen D-blokelementen en overgangselementen

Verschil tussen D-blokelementen en overgangselementen

Definitie

D-blokelementen: D-blokelementen zijn chemische elementen met elektronen die hun d-orbitalen vullen.

Overgangselementen: Overgangselementen zijn chemische elementen die onvolledig gevulde d-orbitalen hebben in ten minste één stabiel kation dat ze vormen.

Kationen

D-blokelementen: D-blokelementen kunnen al dan niet onvolledig gevulde d-orbitalen in hun kationen hebben.

Overgangselementen: Overgangselementen hebben in wezen onvolledig gevulde d-orbitalen in hun stabiele kationen.

Kleuren

D-blokelementen: D-blokelementen kunnen al dan niet kleurrijke complexen vormen.

Overgangselementen: Overgangselementen vormen altijd kleurrijke complexen.

Magnetische eigenschappen

D-blokelementen: Sommige d-blokelementen zijn diamagnetisch, terwijl andere paramagnetisch of ferromagnetisch zijn.

Overgangselementen: Alle overgangselementen zijn paramagnetisch of ferromagnetisch.

Fysieke eigenschappen

D-blokelementen: Sommige d-blokelementen zijn geen vaste stoffen bij kamertemperatuur (kwik is een vloeistof), maar andere d-blokelementen zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur.

Overgangselementen: Alle overgangsmetalen zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur.

Conclusie

Hoewel d-blokelementen en overgangselementen vaak als hetzelfde worden beschouwd, is er een verschil tussen d-blokelementen en overgangselementen. Alle overgangselementen zijn d-blokelementen. Maar alle d-blokelementen zijn geen overgangselementen. Dit komt omdat alle d-blokelementen niet ten minste één stabiel kation kunnen vormen met een onvolledige d-orbitale vulling om een ​​overgangsmetaal te worden.

Referenties:

1. "D-blokelementen." D-blokelementen, eigenschappen van overgangsmetalen | [email protected] N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 20 juli 2017. 2. Helmenstine, Anne Marie. "Waarom worden overgangsmetalen overgangsmetalen genoemd?" GedachteCo. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 20 juli 2017. 3. "Overgangsmetaal." Overgangsmetaal - Nieuwe Wereld Encyclopedie. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 20 juli 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Periodiek tabel 2" Door Roshan220195 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Electron shell 029 Copper - no label" Door [[commons:User crap]] (origineel werk door commons:User:Greg Robson) - (CC BY-SA 2.0 uk) via Commons Wikimedia3. "Colored-transition-metal-solutions" veronderstelde De Benjah-bmm27 (op basis van auteursrechtclaims) (Dominio público) via Commons Wikimedia