संक्रमण धातु
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रसायन विज्ञान में, संक्रमण धातु (या संक्रमण तत्व) शब्द की तीन संभावित परिभाषाएँ हैं:
- आईयूपीएसी परिभाषा[1] संक्रमण धातु को " रासायनिक तत्व के रूप में परिभाषित करती है जिसका परमाणु आंशिक रूप से भरा हुआ d उपकोश है, या जो अपूर्ण d उपकोश के साथ उद्धरणों को जन्म दे सकता है"।
- कई वैज्ञानिक आवर्त सारणी के d-खण्ड में किसी भी तत्व के रूप में "संक्रमण धातु" का वर्णन करते हैं, जिसमें आवर्त सारणी पर समूह 3 से 12 सम्मिलित हैं।[2][3] वर्तमान अभ्यास में, f खण्ड लैंथेनाइड और एक्टिनाइड श्रृंखला को संक्रमण धातु भी माना जाता है और इसे "आंतरिक संक्रमण धातु" कहा जाता है।
- कॉटन और जेफ्री विल्किंसन [4]सम्मिलित किए गए तत्वों को निर्दिष्ट करके संक्षिप्त आईयूपीएसी परिभाषा (ऊपर देखें) का विस्तार करें। समूह 4 से 11 के तत्वों के साथ-साथ, वे समूह 3 में स्कैंडियम और यट्रियम जोड़ते हैं, जिनमें धात्विक अवस्था में आंशिक रूप से भरा हुआ d उप-कोश होता है। लैंथेनम और एक्टिनियम, जिन्हें वे समूह 3 तत्व मानते हैं, को क्रमशः लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अंग्रेजी रसायनज्ञ चार्ल्स रगले बरी (1890-1968)ने पहली बार 1921 में इस संदर्भ में संक्रमण शब्द का प्रयोग किया था, जब उन्होंने इलेक्ट्रॉनों की एक आंतरिक परत के परिवर्तन के दौरान तत्वों की एक संक्रमण श्रृंखला का उल्लेख किया था (उदाहरण के लिए n = 3 की चौथी पंक्ति में) आवर्त सारणी 8 के स्थिर समूह से 18 में से एक, या 18 से 32 तक।[5][6][7] इन तत्वों को अब d-खण्ड के रूप में जाना जाता है।
वर्गीकरण
d-खण्ड में, तत्वों के परमाणुओं में शून्य और दस d इलेक्ट्रॉनों के बीच होता है।
| समूह | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| अवधि 4 | 21Sc | 22Ti | 23V | 24Cr | 25Mn | 26Fe | 27Co | 28Ni | 29Cu | 30Zn |
| 5 | 39Y | 40Zr | 41Nb | 42Mo | 43Tc | 44Ru | 45Rh | 46Pd | 47Ag | 48Cd |
| 6 | 71Lu | 72Hf | 73Ta | 74W | 75Re | 76Os | 77Ir | 78Pt | 79Au | 80Hg |
| 7 | 103Lr | 104Rf | 105Db | 106Sg | 107Bh | 108Hs | 109Mt | 110Ds | 111Rg | 112Cn |
समूह 4-11 के तत्वों को आम तौर पर संक्रमण धातुओं के रूप में पहचाना जाता है, जो उनके विशिष्ट रसायन विज्ञान द्वारा, अर्थात विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों, रंगीन परिसरों और उत्प्रेरक गुणों में या तो तत्व या आयनों (या दोनों) के रूप में जटिल आयनों की एक बड़ी श्रृंखला उचित है। समूह 3 में Sc और Y को भी सामान्यतः संक्रमण धातुओं के रूप में पहचाना जाता है। हालांकि, La–Lu और Ac–Lr और समूह 12 के तत्व अलग-अलग लेखकों की अलग-अलग परिभाषाओं को आकर्षित करते हैं।
- कई रसायन शास्त्र पाठ्यपुस्तकें और मुद्रित आवर्त सारणी समूह 3 तत्वों और संक्रमण धातुओं के रूप में La और Ac को वर्गीकृत करती हैं, क्योंकि उनके परमाणु जमीन-राज्य विन्यास s2d1 जैसे Sc और Y हैं। तत्वों Ce–Lu को "लैंथेनाइड" श्रृंखला (या "लैंथेनोइड" आईयूपीएसी के अनुसार माना जाता है।) और "एक्टिनाइड" श्रृंखला के रूप में Th–Lr।[8] दो श्रृंखलाओं को एक साथ f-खण्ड तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, या (पुराने स्रोतों में) "आंतरिक संक्रमण तत्व" के रूप में वर्गीकृत किया गया है। हालांकि, इसके परिणामस्वरूप d-खण्ड दो असमान भागों में विभाजित हो जाता है।[9]
- कुछ अकार्बनिक रसायन शास्त्र पाठ्यपुस्तकों में लैंथेनाइड्स के साथ La और एक्टिनाइड्स के साथ Ac सम्मिलित हैं।[4][10][11]यह वर्गीकरण रासायनिक व्यवहार में समानता पर आधारित है (हालाँकि यह समानता ज्यादातर केवल लैंथेनाइड्स के बीच मौजूद है) और दो श्रृंखलाओं में से प्रत्येक में 15 तत्वों को परिभाषित करता है, भले ही वे f उप-कोश भरने के अनुरूप हों, जिसमें केवल 14 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।[12]
- तीसरा वर्गीकरण f-खण्ड तत्वों को La-Yb और Ac-No के रूप में परिभाषित करता है, जबकि Lu और Lr को समूह 3 में रखते हुए।[13] यह इलेक्ट्रॉन उप-कोश भरने के लिए औफबौ सिद्धांत (या मैडेलंग नियम) पर आधारित है, जिसमें 4f, 5d से पहले (और 5f, 6d से पहले) भरा जाता है, ताकि f उपकोश वास्तव में Yb (और No) पर भरा हो, जबकि Lu के पास [ ]s2f14d1 विन्यास है। (Lr एक अपवाद है जहां d-इलेक्ट्रॉन को p-इलेक्ट्रॉन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, लेकिन ऊर्जा का अंतर इतना छोटा होता है कि रासायनिक वातावरण में यह अक्सर वैसे भी d-अधिभोग प्रदर्शित करता है।) La और Ac, इस दृष्टि से, केवल माना जाता है इलेक्ट्रॉन विन्यास के साथ औफबौ सिद्धांत के अपवाद [ ]s2 d1 (नहीं [ ]s2f1 जैसा कि औफबौ सिद्धांत भविष्यवाणी करता है)।[14] मुक्त परमाणु और आयन के लिए उत्साहित राज्य रासायनिक वातावरण में जमीनी अवस्था बन सकते हैं, जो इस व्याख्या को सही ठहराते हैं, La और Ac में खाली निचले f उप-कोश हैं जो Lu और Lr में भरे हुए हैं, इसलिए f कक्षकों के लिए उत्तेजना La और Ac में संभव है लेकिन Lu या Lr में नहीं हैं। यह इस विचार को सही ठहराता है कि La और Ac में केवल अनियमित विन्यास हैं (Th के समान s2d2), और यह कि वे f-खण्ड की वास्तविक शुरुआत हैं।[15]
चूंकि तीसरा रूप एकमात्र ऐसा रूप है जो एक साथ (1) बढ़ते परमाणु संख्या के अनुक्रम के संरक्षण की अनुमति देता है, (2) एक 14-तत्व-चौड़ा f-खण्ड, और (3) d-खण्ड में विभाजन से बचाव, इसे 2021 आईयूपीएसी प्रारंभिक प्रतिवेदन द्वारा पसंदीदा रूप के रूप में सुझाया गया है।[12]इस तरह के एक