عناصر انتقالية

العناصر الانتقالية هي مجموعة العناصر التي يكون مدارها الفرعي d أو f ممتلئاً تقريباً عند التعرض للأكسدة، سميت هذه العناصر بالانتقالية لأنها تشكل صلة وصل بين طرفي الجدول الدوري حيث تقع في القسم d من الجدول الدوري يضاف إليها الكاديوم والزنك والزئبق والعناصر الموجودة في 2B لاشتراكها مع العناصر الانتقالية في بعض الخصائص، و تمتلك العناصر الانتقالية خصائص مميزة منها:

  • جميع العناصر الانتقالية عبارة عن معادن لذلك تدعى أيضاً بالفلزات الانتقالية ( المعادن النتقالية) وبالتالي تمتلك كل خواص المعادن كالناقلية الكهربائية والمطاوعة (قابلية الطرق والسحب وتغيير الشكل بسهولة) مما يجعل هذه الفلزات جيدة في أعمال البناء.
  • تتميز العناصر الانتقالية بناقلية عالية للحرارة.
  • للفلزات الانتقالية مظهر صلب ولامع وألوان مميزة فمعظمها بيضاء أو رمادية كالحديد والفضة باستثناء الذهب والنحاس (لهما لونان مميزان عن بقية العناصر الانتقالية)، كمت تشكل القساوة إحدى الصفات المهمة لهذه الفلزات.
  • درجات الانصهار والغليان للعناصر الانتقالية عالية بشكل عام باستثناء الزئبق الذي يكون سائلاً في درجة حرارة الغرفة.
  • تكون مركبات ومعقدات العناصر الانتقالية ملونة.
  • تتميز العناصر الانتقالية بتعدد حالات الأكسدة بسبب الامتلاء الجزئي للمستوى الفرعي d (إمكانية فقد أو استقبال الإلكترونات) وهذا يسمح بتكوين العديد من المركبات الأيونية المختلفة.
  • تمتلئ المدارات الفرعية d للعناصر الانتقالية بالاتجاه من اليسار إلى اليمين ضمن الجدول الدوري كما يتناقص نصف القطر الذري في نفس الاتجاه السابق.
  • تتميز العناصر الانتقالية بإمكانية تكوينها لمركبات شبه مغناطيسية.
  • تمتلك العناصر الانتقالية طاقات تأين منخفضة (طاقة التأين هي الطاقة اللازمة لنزع الكترون من ذرة ما).
  • تمتلك العنصر الانتقالية خصائص تحفيزية مرتفعة.

يمكن تقسيم المعادن الانتقالية وفقا للبنى الإلكترونية لذراتها إلى ثلاث سلاسل انتقالية رئيسية تسمى سلسلة الانتقال الأولى والثانية والثالثة وسلسلتان انتقاليتان داخليتان هما اللانثانويد والأكتينيدات، تبدأ سلسلة الانتقال الرئيسية الأولى بسكانديوم (الرمزSc، العدد الذري21) أو تيتانيوم(الرمزTi، العدد الذري 21) وتنتهي بالزنك(الرمزZn، العدد الذري30) بينما تبدأ سلسلة الانتقال الرئيسية الثانية بالإتريوم ( الرمزy، العدد الذري39) وتنتهي بالكادميوم(الرمز Cd، العدد الذري 48 )، وتمتد السلسة الثالثة من اللانثانم(الرمز La، العدد الذري 57 ) إلى الزئبق (الرمزHg، العدد الذري 80)، تتضمن سلسلة الانتقال الداخلة الأولى العناصر من السيريوم (الرمز Ce، العدد الذري 58) إلى اللوتيتيوم (الرمز Lu، العدد الذري 71) وتسمى هذه العناصر باللانثينيدات، وأخيراً تتكون سلسلة الانتقال الداخلية الثانية من 15 عنصرًا من الأكتينيوم(الرمز Ac، العدد الذري 89)إلى اللاورينكيوم (الرمز Lr، العدد الذري 103) .

تتواجد المعادن الانتقالية في القشرة الأرضية بكميات وافرة ويتميز الحديد بأنه من أكثر هذه المعادن وفرة وانتشاراً يليه الألمنيوم، أما المعادن الأخرى كالتيتانيوم والمنغنيز والزيركونيوم الكروميوم فتتواجد بنسبة 100 غرام لكل طن، وللأسف فإن أكثر المعادن الانتقالية فائدة أقلها انتشاراً ووفرة كالذهب والفضة والبلاتينيوم، تم اكتشاف المعادن الانتقالية تدريجياً وليس دفعة واحدة حيث اكتشف الإنسان القديم الحديد والنحاس والفضة والذهب وكانت أولى المعادن المكتشفة، ومع بدايات القرن الثامن عشر تم اكتشاف بقية المعادن الانتقالية.

أكمل القراءة

العناصر الانتقالية وتسمى أيضًا المعادن الانتقالية أو الفلزات الانتقالية، جميع هذه المصطلحات تعبر عن مجموعة العناصر التي يكون فيها المدار الفرعي ( d أو f) ممتلئًا أو نصف ممتلئ عند التعرض للأكسدة، فالعناصر الانتقالية هي العناصر الموجودة في القسم (d) من الجدول الدوري للعناصر، بالإضافة إلى مجموعة معادن وهي الزنك والزئبق والكاديوم.

وتشمل العناصر الانتقالية أيضًا العناصر الموجودة في 2B وذلك بسبب تشابه خصائصها معها. وهناك أيضًا ما يُسمى بالعناصر الانتقالية الداخلية التي تشير إلى العناصر الموجودة في القسم (f) من الجدول الدوري للعناصر.

تمتلك جميع هذه العناصر الانتقالية خصائص وصفات متماثلة، فتتميز جميعها مثلًا بأنّها معادن مطاوعة ومرنة بمعنى أنها قابلة للطرق، كما تتميز بمظهر صلب ولامع، ومعظمها يمتلك لون رمادي، يُشبه لون الحديد والفضة، كما تتشارك معظم العناصر بنقطة انصهار مرتفعة ماعدا الزئبق الذي يتميز بطبيعته السائلة في درجة حرارة الغرفة.

ويُسمى الصف الأول من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية باللانثانيدات (Ln) وهي سلسلة من العناصر الأرضية النادرة، تتكون من 15 عنصر، بينما يحوي الصف الثاني من الجدول الدوري الأكتينيدات، وهي عناصر مشعة تتألف أيضًا من 15 عنصر وتتشابه من حيث خواصها مع سلسلة اللانثانيدات.

بالنسبة لترتيب العناصر الانتقالية في الجدول الدوري، فنجد أنّ العناصر الانتقالية تقع في المجموعات (من IB حتى VIIIB) وبذلك تتواجد هذه العناصر:

  • بين رقم 21 (السكانديوم) وحتى رقم 29 (النحاس) في الجدول الدوري.
  • كما تتواجد من رقم 39 (الإيتريوم) وحتى 47 (الفضة).
  • ومن رقم 57 (اللانثانم) وحتى 79 (الذهب).
  • ومن رقم 89 (الأكتينيوم) وحتى 114 (الكبوبرينزيوم، ويشمل أيضًا عناصر اللانثانيدات والأكتينيدات).

يشمل الجدول الدوري جميع العناصر الكيميائية المعروفة، ويتكون من أربعة أقسام؛ يشمل القسم الأول العمودين الموجودين أقصى يسار الجدول، وكما نلاحظ في الصورة يتضمن هذان العمودان عناصر المجموعة الرئيسية وهي العناصر النشطة، ويشمل القسم الأول أيضًا الأعمدة الستة الموجودة في أقصى يمين الجدول، وتتضمن اللافلزات وأشباه الفلزات.

بالنسبة للقسم الثاني من الجدول فهو يشمل العناصر الانتقالية التي تشكل صلة وصل بين جزئي الجدول، أما القسمان الثالث والرابع فهما اللانثانيدات والأكتينيدات، يقعان أسفل الجدول ويُدعان العناصر الانتقالية الداخلية.

قد اكتشف الإنسان منذ قديم الزمان مجموعة من المعادن الانتقالية؛ تتضمن الذهب و Au والفضة Ag والحديد Fe والنحاس Cu، وقد أعطى لكل معدن رمز كيميائي مُشتق من اسمه باللغة اللاتينية، هذا وقد اكتشف الإنسان بقية المعادن في بدايات القرن الثامن عشر، وآخر ما عثر عليه هو معدن الرينيوم وكان ذلك في عام 1925، وهو عنصر موجود في الطبيعة، تم العثور عليه في خامات البلاتين.

يُعتبر الحديد أحد أهم العناصر الانتقالية وأكثرها انتشارًا في القشرة الأرضية، فهو الرابع بالنسبة للعناصر من حيث دخوله في تكوين القشرة الأرضية، ويليه الألمنيوم، أمّا المعادن الأخرى كالتيتانيوم والمنغنيز والزيركونيوم والكروميوم فيبلغ نسبة وجودها في القشرة الأرضية ما يزيد عن 100 غرام لكل طن، ويتواجد بعض المعادن الرئيسية بنسبة قليلة جدًا في القشرة الأرضية مثل الذهب والفضة والتنغستن والبلاتينيوم.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما معنى عناصر انتقالية"؟