Periooditabeli elemendid jagunevad sageli nelja kategooriasse: põhirühma elemendid, siirdemetallid, lantaniidid ja aktiniidid. Rühma peamised elemendid hõlmavad aktiivseid metalle kahes veerus perioodilisuse tabeli vasakpoolses servas ning metallid, poolmetallid ja mittemetallid kuues parempoolses veerus. Need siirdemetallid on metallilised elemendid, mis toimivad omamoodi silla või üleminekuna perioodilisuse tabeli külgede vahel.
Mis see on
Kõikidest keemiliste elementide rühmadest võib siirdemetalle olla kõige raskem tuvastada, kuna selle kohta, mida täpselt tuleks lisada, on erinevaid arvamusi. Ühe definitsiooni kohaselt hõlmavad need mis tahes aineid, millel on osaliselt täidetud d-elektroni alamkest (elanik). See kirjeldus kehtib rühmadele 3 kuni12. kohal perioodilises tabelis, kuigi f-ploki elemendid (lantaniidid ja aktiniidid, mis jäävad perioodilisuse tabeli põhiosa alla) on samuti siirdemetallid.
Nende nimi pärineb inglise keemikult Charles Burylt, kes kasutas seda 1921. aastal.
Koht perioodilisuse tabelis
Siirdemetallid on kõik seeriad, mis paiknevad perioodilisuse tabeli rühmades IB kuni VIIIB:
- alates 21. (skandium) kuni 29. (vask);
- 39. koh alt (ütrium) 47. kohale (hõbe);
- 57. koh alt (lantaan) 79. kohale (kuld);
- 89. (aktiinium) kuni 112. (Copernicus).
Viimase rühma kuuluvad lantaniidid ja aktiniidid (nn f-elemendid, mis on nende erirühm, kõik ülejäänud on d-elemendid).
Üleminekumetallide loend
Nende elementide loend on esitatud:
- scandium;
- titaan;
- vanadium;
- chrome;
- mangaan;
- raud;
- koob alt;
- nikkel;
- vask;
- tsink;
- yttrium;
- tsirkoonium;
- nioobium;
- molübdeen;
- tehneetsium;
- ruteenium;
- roodium;
- pallaadium;
- hõbe;
- kaadmium;
- hafnium;
- tantaal;
- volfram;
- reenium;
- osmium;
- iridium;
- plaatina;
- kuld;
- elavhõbe;
- reserfodium;
- dubnium;
- seaborgium;
- boorium;
- Hassiem;
- meitnerium;
- Darmstadt;
- röntgen;
- ununbiem.
Lantaniidi rühma esindab:
- lantaan;
- tserium;
- praseodüüm;
- neodüüm;
- promeetium;
- samarium;
- europium;
- gadoliinium;
- terbium;
- düsproosium;
- holmium;
- erbium;
- tuulium;
- ytterbium;
- luteetsium.
Aktiniidid on esindatud:
- aktiinium;
- toorium;
- protactinium;
- uraan;
- neptuunium;
- plutoonium;
- americium;
- kuurium;
- berkelium;
- californium;
- einsteinium;
- fermiem;
- mendelevium;
- nobel;
- lawrencium.
Funktsioonid
Ühendite moodustumise protsessis saab metalliaatomeid kasutada valents-s- ja p-elektronidena, aga ka d-elektronidena. Seetõttu iseloomustab d-elemente erinev alt peamiste alarühmade elementidest enamikul juhtudel muutuv valents. See omadus määrab nende võime moodustada keerulisi ühendeid.
Teatud omaduste olemasolu määrab nende elementide nimed. Kõik seeria siirdemetallid on tahked kõrge sulamis- ja keemistemperatuuriga. Kui liigute perioodilisustabelis vasakult paremale, muutuvad viis d-orbitaali täidetumaks. Nende elektronid on nõrg alt seotud, mis aitab kaasa kõrgele elektrijuhtivusele ja vastavusele.üleminekuelemendid. Neil on ka madal ionisatsioonienergia (vajalik, kui elektron liigub vabast aatomist eemale).
Keemilised omadused
Üleminekumetallidel on lai valik oksüdatsiooniasteid või positiivselt laetud vorme. Need omakorda võimaldavad üleminekuelementidel moodustada palju erinevaid ioonseid ja osaliselt ioonseid ühendeid. Komplekside moodustumine viib d-orbitaalide lõhenemiseni kaheks energia alamtasandiks, mis võimaldab paljudel neist neelata teatud valguse sagedusi. Nii tekivad iseloomulikud värvilised lahused ja ühendid. Need reaktsioonid suurendavad mõnikord teatud ühendite suhteliselt madalat lahustuvust.
Üleminekumetalle iseloomustab kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Need on tempermalmist. Tavaliselt moodustavad paaritute d-elektronide tõttu paramagnetilisi ühendeid. Neil on ka kõrge katalüütiline aktiivsus.
Samuti tuleb märkida, et elementide klassifitseerimise üle tabeli paremal küljel põhirühma ja siirdemetallielementide vahelisel piiril on mõningaid vaidlusi. Need elemendid on tsink (Zn), kaadmium (Cd) ja elavhõbe (Hg).
Süstematiseerimisprobleemid
Vaidlused selle üle, kas klassifitseerida need põhirühma või siirdemetallide hulka, viitavad sellele, et nende kategooriate eristamine pole selge. Nende vahel on teatud sarnasusi: nad näevad välja nagu metallid, on tempermalmist japlastist, juhivad nad soojust ja elektrit ning moodustavad positiivseid ioone. Asjaolu, et kaks parimat elektrijuhti on siirdemetall (vask) ja põhirühma element (alumiinium), näitab, mil määral kattuvad kahe rühma elementide füüsikalised omadused.
Võrdlevad omadused
Erinevusi on ka mittevääris- ja siirdemetallide vahel. Näiteks viimased on elektronegatiivsemad kui põhirühma esindajad. Seetõttu moodustavad nad tõenäolisem alt kovalentseid sidemeid.
Teine erinevus põhirühma metallide ja siirdemetallide vahel on näha nende moodustatud ühendite valemites. Esimesed kalduvad moodustama sooli (nagu NaCl, Mg 3 N 2 ja CaS), milles positiivsete ioonide laengu tasakaalustamiseks piisab ainult negatiivsetest ioonidest. Siirdemetallid moodustavad analoogseid ühendeid nagu FeCl3, HgI2 või Cd (OH)2. Siiski moodustavad need põhirühma metallidest sagedamini komplekse nagu FeCl4-, HgI42- ja Cd (OH)42-, millel on liigne kogus negatiivseid ioone.
Teine erinevus põhirühma ja siirdemetalliioonide vahel on lihtsus, millega nad moodustavad stabiilseid ühendeid neutraalsete molekulidega, nagu vesi või ammoniaak.
