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।

क्रम में संक्रमण धातुओं की पहली पंक्ति।

वर्गीकरण

d-खण्ड में, तत्वों के परमाणुओं में शून्य और दस d इलेक्ट्रॉनों के बीच होता है।

डी-ब्लॉक में संक्रमण धातु
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।

  1. 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]
  2. 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]
  3. 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 संशोधन, Lu को एक आंतरिक संक्रमण तत्व के बजाय एक संक्रमण तत्व के रूप में मानते हुए, पहली बार 1948 में सोवियत भौतिकविदों लेव लैंडौ और एवगेनी लाइफशिट्ज़ द्वारा सुझाया गया था।[16]इसके बाद, यह कई अन्य भौतिकविदों और रसायनज्ञों द्वारा सुझाया गया था, और आम तौर पर इस मुद्दे पर विचार करने वा निम्नं द्वारा अपनाया गया वर्गीकरण था,[17] लेकिन पाठ्यपुस्तकें सामान्यतः इसे अपनाने में पिछड़ जाती हैं।[18]

जिंक, कैडमियम और पारा (तत्व) को कभी-कभी संक्रमण धातुओं से बाहर रखा जाता है,[5] क्योंकि उनके पास इलेक्ट्रोनिक विन्यास[ ]d10s2 है, जिसमें कोई अधूरा d कोश नहीं है।[19] ऑक्सीकरण अवस्था +2 में, आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [ ]…d10 होता है। यद्यपि ये तत्व +1 ऑक्सीकरण अवस्था सहित अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, जैसा कि द्विपरमाणुक आयन Hg2+2 में होता है, फिर भी इन ऑक्सीकरण अवस्थाओं में इनका एक पूर्ण खोल होता है। समूह 12 तत्व Zn, Cd और Hg इसलिए, कुछ मानदंडों के तहत, इस मामले में संक्रमण के बाद धातु धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। हालांकि, संक्रमण तत्वों की चर्चा में इन तत्वों को सम्मिलित करना अक्सर सुविधाजनक होता है। उदाहरण के लिए, पहली पंक्ति के संक्रमण तत्वों के क्रिस्टल क्षेत्र स्थिरीकरण ऊर्जा पर चर्चा करते समय, कैल्शियम औरजिंक तत्वों को भी सम्मिलित करना सुविधाजनक होता है, क्योंकि Ca2+ और Zn2+ दोनों का मान शून्य होता है, जिसके विरुद्ध अन्य संक्रमण धातु आयनों का मान होता है। तुलना की जा सकती है। एक अन्य उदाहरण इरविंग-विलियम्स परिसरों की स्थिरता स्थिरांक की श्रृंखला में होता है।

हाल ही में (हालांकि विवादित और अब तक स्वतंत्र रूप से पुन: पेश नहीं किया गया है) पारा (IV) फ् निम्नराइड (HgF4) के संश्लेषण को कुछ निम्नगों ने इस विचार को सुदृढ़ करने के लिए लिया है कि समूह 12 तत्वों को संक्रमण धातु माना जाना चाहिए,[20] लेकिन कुछ लेखक अभी भी इस यौगिक को असाधारण मानते हैं।[21] कोपरनिकियम को रसायन विज्ञान के लिए अपने d-इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करने में सक्षम होने की उम्मीद है क्योंकि इसकी 6d उपकोश इसकी उच्च परमाणु संख्या के कारण मजबूत सापेक्षतावादी प्रभावों से अस्थिर है, और इस तरह संक्रमण-धातु जैसा व्यवहार होने की उम्मीद है जब यह दिखाता है +2 की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं (जो निश्चित रूप से हल्कार समूह 12 तत्वों के लिए ज्ञात नहीं हैं)।

यद्यपि मेटनेरियम, डार्मस्टैडियम, और रेन्टजेनियम d-खण्ड के भीतर हैं और उनके हल्के जन्मजात इरिडियम, प्लैटिनम और सोने के समान संक्रमण धातुओं के रूप में व्यवहार करने की उम्मीद है, यह अभी तक प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि नहीं हुई है। क्या कॉपरनिकियम पारा की तरह अधिक व्यवहार करता है या उत्कृष्ट गैस रेडॉन के समान गुण रखता है, यह स्पष्ट नहीं है।

उपवर्ग

प्रारंभिक संक्रमण धातुएं आवर्त सारणी के बाईं ओर समूह 3 से समूह 7 तक हैं। विलंबित संक्रमण धातु समूह 8 से 11 (और 12 यदि इसे संक्रमण धातुओं के रूप में गिना जाता है) से d-खण्ड के दाईं ओर हैं।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

Main article: इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

d-खण्ड तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास (महान गैस) (n - 1)d1–10ns0–2 है। यहाँ "(महान गैस)" प्रश्न में परमाणु से पहले की अंतिम महान गैस का विन्यास है, और n उस परमाणु में व्याप्त कक्षीय की उच्चतम प्रमुख क्वांटम संख्या है। उदाहरण के लिए Ti(Z = 22) आवर्त 4 में है ताकि n = 4, पहले 18 इलेक्ट्रॉनों में अवधि 3 के अंत में Ar का समान विन्यास हो, और समग्र विन्यास [Ar]3d24s2 है। अवधि 6 और 7 संक्रमण धातुएं कोर (n - 2)f14 इलेक्ट्रॉनों को भी जोड़ती हैं, जिन्हें नीचे दी गई तालिका से हटा दिया गया है। एकमात्र अपवाद लॉरेन्सियम है, जिसमें सापेक्षतावादी प्रभावों के कारण 7p अधिभोग है जो ऐसे उच्च Z पर महत्वपूर्ण हो जाते हैं (हालांकिp-कक्षीय हल्के संक्रमण तत्वों में रासायनिक बंधन में भी योगदान कर सकते हैं)।

मैडेलंग नियम की भविष्यवाणी है कि आंतरिक d कक्षीय संयोजकता कोश के s कक्षीय के बाद भर जाता है। संक्रमण धातु परमाणुओं की विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक संरचना को तब (महान गैस) ns2(n - 1)dm के रूप में लिखा जाता है। हालाँकि यह नियम केवल कुछ संक्रमण तत्वों के लिए है, और उसके बाद ही तटस्थ जमीनी अवस्थाओं मेंअनुमानित है।

d उपकोश अगला-से-अंतिम उपकोश है और इसे उपकोश के रूप में दर्शाया जाता है। सबसे बाहरी s उप-कोश में s इलेक्ट्रॉनों की संख्या आम तौर पर पैलेडियम (Pd) को छोड़कर एक या दो होती है, जिसकी जमीनी अवस्था में उस s उप-कोश में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है। संयोजकता खोल में s उप-कोश को ns उप-कोश के रूप में दर्शाया जाता है, उदा. 4s आवर्त सारणी में, संक्रमण धातु आठ समूहों (4 से 11) में मौजूद हैं, कुछ लेखकों के साथ समूह 3 या 12 में कुछ तत्व सम्मिलित हैं।

निम्नरेनसियम (Lr) को छोड़कर, समूह 3 के तत्वों में ns 2(n - 1)d1 विन्यास है: इसका 7s27p1 विन्यास असाधारण रूप से 6d कक्षीय को बिल्कुल भी नहीं भरता है। पहली संक्रमण श्रृंखला चौथी अवधि में मौजूद है, और समूह -2 के Ca (Z = 20) के बाद विन्यास [Ar]4s2, या स्कैंडियम (Sc) के साथ शुरू होती है, परमाणु संख्या Z = 21 के साथ समूह 3 का पहला तत्व और विन्यास [Ar]4s23d1, प्रयुक्त परिभाषा पर निर्भर करता है। जैसे ही हम बाएं से दाएं की ओर बढ़ते हैं, इलेक्ट्रॉनों को उसी d उप-कोश में तब तक जोड़ा जाता है जब तक कि यह पूरा न हो जाए। पहली संक्रमण श्रृंखला में समूह 11 का तत्व तांबा (Cu) है जिसमें एक असामान्य विन्यास [Ar]4s13d10 है। धात्विक तांबे में भरे हुए d उप-कोश के बावजूद यह अपूर्ण d उप-कोश के साथ एक स्थिर आयन बनाता है। चूंकि जोड़े गए इलेक्ट्रॉन कक्षीय को भरते हैं, d-खण्ड तत्वों के गुण s और p खण्ड तत्वों के गुणों से काफी भिन्न होते हैं जिनमें भरण या तो s या संयोजकता कोश के p-कक्षकों में होता है। सभी d-खण्ड श्रृंखला में मौजूद व्यक्तिगत तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास नीचे दिया गया है:[22]

प्रथम (3d) d-ब्लॉक श्रृंखला (Sc–Zn)
समूह 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
परमाणु क्रमांक 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
तत्व Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
इलेक्ट्रॉन

समायोजन

3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
दूसरा (4d) d-ब्लॉक सीरीज (Y-Cd)
परमाणु क्रमांक 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
तत्व Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
इलेक्ट्रॉन

समायोजन

4d15s2 4d25s2 4d45s1 4d55s1 4d55s2 4d75s1 4d85s1 4d105s0 4d105s1 4d105s2
तीसरा (5d) d-ब्लॉक सीरीज (Lu-Hg)
परमाणु क्रमांक 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
तत्व Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
इलेक्ट्रॉन

समायोजन

5d16s2 5d26s2 5d36s2 5d46s2 5d56s2 5d66s2 5d76s2 5d96s1 5d106s1 5d106s2
चौथा (6d) d-ब्लॉक श्रृंखला (Lr–Cn)
परमाणु क्रमांक 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
तत्व Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
इलेक्ट्रॉन

समायोजन

7s27p1 6d27s2 6d37s2 6d47s2 6d57s2 6d67s2 6d77s2 6d87s2 6d97s2 6d107s2

तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को ध्यान से देखने पर पता चलता है कि मैडेलुंग नियम के कुछ अपवाद हैं। उदाहरण के तौर पर Cr के लिए नियम 3d44s2 के विन्यास की भविष्यवाणी करता है, लेकिन देखे गए परमाणु स्पेक्ट्रा से पता चलता है कि वास्तविक जमीनी अवस्था 3d54s1 है। ऐसे अपवादों की व्याख्या करने के लिए, कक्षीय ऊर्जाओं पर बढ़ते हुए परमाणु आवेश के प्रभावों के साथ-साथ कूलम्ब प्रतिकर्षण और विनिमय ऊर्जा दोनों सहित इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन परस्पर क्रियाओं पर विचार करना आवश्यक है।[22]

कक्षीय जो संक्रमण धातुओं में सम्मिलित हैं, बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे चुंबकीय चरित्र, परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्था, रंगीन यौगिकों के निर्माण आदि जैसे गुणों को प्रभावित करते हैं। संयोजकता तथा कक्षीय का इस संबंध में बहुत कम योगदान है क्योंकि वे गति में शायद ही कोई बदलाव करते हैं। संक्रमण श्रृंखला में बाएं से दाएं। संक्रमण धातुओं में, उस अवधि की तुलना में तत्वों के गुणों में क्षैतिज समानताएं अधिक होती हैं, जिसमें d- कक्षीय सम्मिलित नहीं होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक संक्रमण श्रृंखला में, तत्वों का संयोजकता कोश इलेक्ट्रॉनिक विन्यास नहीं बदलता है। हालाँकि, कुछ समूह समानताएँ भी हैं।

विशेषता गुण

संक्रमण तत्वों द्वारा साझा किए गए कई गुण हैं जो अन्य तत्वों में नहीं पाए जाते हैं, जो आंशिक रूप से भरे हुए कोश के परिणामस्वरूप होते हैं। इसमे सम्मिलित है

  • यौगिकों का निर्माण जिसका रंग d- d इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के कारण होता है
  • विभिन्न संभावित ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच अपेक्षाकृत कम ऊर्जा अंतराल के कारण कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं में यौगिकों का निर्माण[23]
  • अयुग्मित d इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण अनेक अनुचुम्बकीय यौगिकों का निर्माण। मुख्य-समूह तत्वों के कुछ यौगिक भी अनुचुंबकीय होते हैं (जैसे नाइट्रिक ऑक्साइड , ऑक्सीजन)

अधिकांश संक्रमण धातुएं विभिन्न प्रकार के लिगेंड से बंधी हो सकती हैं, जिससे विभिन्न प्रकार के संक्रमण धातु परिसरों की अनुमति मिलती है।[24]

रंगीन यौगिक

बाएं से दाएं, जलीय घोल: Co(NO
3)
2 (लाल), K
2Cr
2O
7 (संतरा), K
2CrO
4 (पीला), NiCl
2 (फ़िरोज़ा), CuSO
4 (नीला), KMnO
4 (बैंगनी)।

संक्रमण-श्रृंखला धातु यौगिकों में रंग सामान्यतः दो प्रमुख प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के कारण होता है।

मेटल-टू-लिगैंड आवेश स्थानान्तरण (एमएलसीटी) संक्रमण की सबसे अधिक संभावना तब होगी जब धातु कम ऑक्सीकरण अवस्था में हो और लिगैंड आसानी से कम हो जाए।

सामान्य आवेश स्थानान्तरण संक्रमण में d-d संक्रमण की तुलना में अधिक तीव्र रंग होते हैं।

  • d-d संक्रमण। एक इलेक्ट्रॉन एक d-कक्षीय से दूसरे में कूदता है। संक्रमण धातुओं के परिसरों में d कक्षकों में सभी की ऊर्जा समान नहीं होती है। क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत का उपयोग करके d कक्षीय के विभाजन के अभिरचना की गणना की जा सकती है। विभाजन की सीमा विशेष धातु, उसकी ऑक्सीकरण अवस्था और लिगेंड्स की प्रकृति पर निर्भर करती है। वर्तमान ऊर्जा स्तर तानाबे-सुगानो आरेखों पर दिखाए गए हैं।

सेंट्रोसिमेट्रिक परिसरों में, जैसे कि ऑक्टाहेड्रल परिसरों, d-d संक्रमण लैपोर्ट नियम द्वारा निषिद्ध हैं और केवल वाइब्रोनिक युग्मक के कारण होते हैं जिसमें एक d-d संक्रमण के साथ आणविक कंपन होता है। टेट्राहेड्रल परिसरों में कुछ अधिक तीव्र रंग होते हैं क्योंकि समरूपता का कोई केंद्र नहीं होने पर d और पी कक्षीय को मिलाना संभव है, इसलिए संक्रमण शुद्ध d- d संक्रमण नहीं हैं। d-d संक्रमण के कारण बैंड की मोलर अवशोषकता (ε) अपेक्षाकृत कम होती है, मोटे तौर पर 5-500 M−1cm−1 (जहाँ M = mol dm−3) की सीमा में होती है।[25] कुछ d-d संक्रमणप्रचक्रण वर्जित हैं। मैंगनीज(II) के ऑक्टाहेड्रल, उच्च प्रचक्रण परिसरों में एक उदाहरण होता है, जिसमें d5 विन्यास होता है जिसमें सभी पांच इलेक्ट्रॉनों के समानांतर प्रचक्रण होते हैं, ऐसे परिसरों का रंग प्रचक्रण-अनुमत संक्रमण वाले परिसरों की तुलना में बहुत कमजोर है। मैंगनीज (II) के कई यौगिक लगभग रंगहीन दिखाई देते हैं। [Mn(H2O)6]2+ का स्पेक्ट्रम दृश्यमान स्पेक्ट्रम में लगभग 0.04 M−1cm−1 की अधिकतम दाढ़ अवशोषण दिखाता है।

ऑक्सीकरण अवस्था

संक्रमण धातुओं की एक विशेषता यह है कि वे दो या दो से अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रदर्शित करती हैं, जो सामान्यतः एक से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, वैनेडियम के यौगिकों को -1 के बीच सभी ऑक्सीकरण अवस्थाओं में जाना जाता है, जैसे कि [V(CO)
6]−
, और +5, जैसे VO3−
4.

संक्रमण धातुओं के ऑक्सीकरण राज्य। ठोस बिंदु सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाते हैं, और खोखले बिंदु संभावित लेकिन असंभावित अवस्थाएँ दिखाते हैं।

13 से 18 के समूह में मुख्य समूह के तत्व भी बहु ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। इन तत्वों के "सामान्य" ऑक्सीकरण राज्य सामान्यतः एक के बजाय दो से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीकरण राज्यों में गैलियम के यौगिक +1 और +3 मौजूद हैं जिनमें एक गैलियम परमाणु होता है। Ga(II) के यौगिकों में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होगा और एक मुक्त मूलक के रूप में व्यवहार करेगा और आम तौर पर तेजी से नष्ट हो जाएगा, लेकिन Ga(II) के कुछ स्थिर मूलक ज्ञात हैं।[26] गैलियम में डिमेरिक यौगिकों में +2 की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था भी होती है, जैसे [Ga
2Cl
6]2−
,जिसमें प्रत्येक Ga परमाणु पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉन से बनने वाला Ga-Ga बंधन होता है।[27]इस प्रकार संक्रमण तत्वों और अन्य तत्वों के बीच ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मुख्य अंतर यह है कि ऑक्सीकरण अवस्थाएँ ज्ञात होती हैं जिनमें तत्व का एक परमाणु और एक या एक से अधिक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

पहली पंक्ति संक्रमण धातुओं में अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था टाइटेनियम(+4) से मैंगनीज (+7) तक वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है, लेकिन बाद के तत्वों में घट जाती है। दूसरी पंक्ति में, रूथेनियम (+8) के साथ अधिकतम होता है, और तीसरी पंक्ति में, इरिडियम (+9) के साथ अधिकतम होता है। जैसे [MnO
4]−
 तथा OsO
4, तत्व सहसंयोजक बंधन द्वारा एक स्थिर विन्यास प्राप्त करते हैं।

निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाएं धातु कार्बोनिल परिसरों में प्रदर्शित होती हैं जैसे Cr(CO)
6 (ऑक्सीकरण अवस्था शून्य) तथा [Fe(CO)
4]2−
(ऑक्सीकरण अवस्था -2) जिसमें 18-इलेक्ट्रॉन नियम का पालन किया जाता है। ये संकुल सहसंयोजी भी होते हैं।

आयनिक यौगिक अधिकतर ऑक्सीकरण अवस्था +2 और +3 के साथ बनते हैं। जलीय घोल में, आयनों को (सामान्यतः) छह पानी के अणुओं द्वारा अष्टकोणीय रूप से व्यवस्थित किया जाता है।

चुंबकत्व

Main article: चुंबक रसायन

संक्रमण धातु यौगिक अनुचुंबकीय होते हैं जब उनमें एक या अधिक अयुग्मित d इलेक्ट्रॉन होते हैं। [29] ऑक्टाहेड्रल परिसरों में चार और सात d इलेक्ट्रॉनों के बीच उच्च प्रचक्रण और निम्न प्रचक्रण दोनों अवस्थाएं संभव हैं। टेट्राहेड्रल संक्रमण धातु परिसरों जैसे [FeCl
4]2−
 उच्च प्रचक्रण हैं क्योंकि क्रिस्टल क्षेत्र का विभाजन छोटा है ताकि इलेक्ट्रॉनों के कम ऊर्जा वाले कक्षीय में होने के कारण प्राप्त होने वाली ऊर्जा हमेशा प्रचक्रण को जोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा से कम हो। कुछ यौगिक प्रतिचुंबकीय हैं। इनमें ऑक्टाहेड्रल, निम्न- प्रचक्रण, d6 और स्क्वायर-प्लानर d8 परिसरों सम्मिलित हैं। इन माम निम्नं में, क्रिस्टल क्षेत्र विभाजन ऐसा है कि सभी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाता है।

लौहचुंबकत्व तब होता है जब व्यक्तिगत परमाणु अनुचुंबकीय होते हैं और प्रचक्रण वैक्टर एक क्रिस्टलीय सामग्री में एक दूसरे के समानांतर संरेखित होते हैं। धात्विक निम्नहा और अलनिको मिश्र धातु लौहचुंबकत्व सामग्रियों के उदाहरण हैं जिनमें संक्रमण धातु सम्मिलित हैं। प्रतिलोहचुंबकत्व एक चुंबकीय संपत्ति का एक और उदाहरण है जो ठोस अवस्था में अलग-अलग प्रचक्रणों के एक विशेष संरेखण से उत्पन्न होता है।

उत्प्रेरक गुण

संक्रमण धातुओं और उनके यौगिकों को उनकी सजातीय और विषम उत्प्रेरक गतिविधि के लिए जाना जाता है। यह गतिविधि कई ऑक्सीकरण राज्यों को अपनाने और परिसरों को बनाने की उनकी क्षमता के लिए जिम्मेदार है। वैनेडियम (V) ऑक्साइड (संपर्क प्रक्रिया में), बारीक विभाजित निम्नहा(हैबर प्रक्रिया में), और निकल (हाइड्रोजनीकरण में) कुछ उदाहरण हैं। एक ठोस सतह पर उत्प्रेरक (नैनोमटेरियल-आधारित उत्प्रेरक) में उत्प्रेरक की सतह के प्रतिक्रियाशील अणुओं और परमाणुओं के बीच बंधनों का निर्माण सम्मिलित होता है (पहली पंक्ति संक्रमण धातु बंधन के लिए 3d और 4s इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करती है)। इसका उत्प्रेरक सतह पर अभिकारकों की सांद्रता बढ़ाने और प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं में बंधों के कमजोर होने (सक्रियण ऊर्जा कम होने) पर प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा क्योंकि संक्रमण धातु आयन अपने ऑक्सीकरण राज्यों को बदल सकते हैं, वे उत्प्रेरण के रूप में अधिक प्रभावी हो जाते हैं।

दिलचस्प प्रकार का उत्प्रेरण तब होता है जब प्रतिक्रिया के उत्पाद अधिक उत्प्रेरक (स्वत: उत्प्रेरण) उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं। एक उदाहरण अम्लीय पोटेशियम परमैंगनेट (या मैंगनेट (VII)) के साथ ऑक्सालिक एसिड की प्रतिक्रिया है।[28] एक बार थोड़ा Mn2+ का उत्पादन किया गया है, यह MnO4− के साथ प्रतिक्रिया कर Mn3+का निर्माण कर सकता है यह तब C2O4− के साथ प्रतिक्रिया कर आयन बनाने वाले Mn2+ फिर से निर्माण कर सकता है।

भौतिक गुण

जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, सभी संक्रमण धातुएँ धातुएँ होती हैं और इस प्रकार विद्युत की सुचालक होती हैं।

सामान्य तौर पर, संक्रमण धातुओं में उच्च घनत्व और उच्च गलनांक और क्वथनांक होते हैं। ये गुण स्थानीयकृत d इलेक्ट्रॉनों द्वारा धात्विक बंधन के कारण होते हैं, जिससे सामंजस्य (रसायन) होता है जो साझा इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ बढ़ता है। हालाँकि, समूह 12 धातुओं में बहुत कम गलनांक और क्वथनांक होते हैं क्योंकि उनके पूर्ण d उप-कोश d-d बंधन को रोकते हैं, जो फिर से उन्हें स्वीकृत संक्रमण धातुओं से अलग करता है। पारा का गलनांक होता है −38.83 °C (−37.89 °F) और कमरे के तापमान पर एक तरल है।

यह भी देखें

  • आंतरिक संक्रमण तत्व , f-खण्ड के किसी भी सदस्य को दिया गया नाम
  • मुख्य-समूह तत्व, संक्रमण धातु के अलावा एक तत्व
  • लिगैंड फील्ड सिद्धांत सहसंयोजकता को ध्यान में रखते हुए क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत का विकास
  • क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत एक मॉडल जो इलेक्ट्रॉनिक कक्षीय राज्यों के d जेनरेट ऊर्जा स्तरों के टूटने का वर्णन करता है
  • संक्रमण के बाद धातु, आवर्त सारणी में संक्रमण धातुओं के दाईं ओर एक धातु तत्व


संदर्भ

  1. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "transition element". doi:10.1351/goldbook.T06456
  2. ↑ Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). सामान्य रसायन शास्त्र: सिद्धांत और आधुनिक अनुप्रयोग (8th ed.). Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall. pp. 341–342. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308.
  3. ↑ Housecroft, C. E. and Sharpe, A. G. (2005) Inorganic Chemistry, 2nd ed, Pearson Prentice-Hall, pp. 20–21.
  4. ↑ 4.0 4.1 Cotton, F. A. and Wilkinson, G. (1988) Inorganic Chemistry, 5th ed., Wiley, pp. 625–627. ISBN 978-0-471-84997-1.
  5. ↑ 5.0 5.1 Jensen, William B. (2003). "आवर्त सारणी में जिंक, कैडमियम और मरकरी का स्थान" (PDF). Journal of Chemical Education. 80 (8): 952–961. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952.
  6. ↑ Bury, C. R. (1921). "परमाणुओं और अणुओं में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था का लैंगमुइर का सिद्धांत". J. Am. Chem. Soc. 43 (7): 1602–1609. doi:10.1021/ja01440a023.
  7. ↑ Bury, Charles Rugeley. Encyclopedia.com Complete dictionary of scientific biography (2008).
  8. ↑ Miessler, G. L. and Tarr, D. A. (1999) Inorganic Chemistry, 2nd edn, Prentice-Hall, p. 16. ISBN 978-0-13-841891-5.
  9. ↑ Scerri, Eric (2009). "समूह 3 में कौन से तत्व शामिल हैं?". Journal of Chemical Education. 86 (10): 1188. Bibcode:2009JChEd..86.1188S. doi:10.1021/ed086p1188.
  10. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  11. ↑ Housecroft, C. E. and Sharpe, A. G. (2005) Inorganic Chemistry, 2nd ed., Pearson Prentice-Hall, p. 741.
  12. ↑ 12.0 12.1 Scerri, Eric (18 January 2021). "Provisional Report on Discussions on Group 3 of the Periodic Table". Chemistry International. 43 (1): 31–34. doi:10.1515/ci-2021-0115. S2CID 231694898.
  13. ↑ William B. Jensen (1982). "आवर्त सारणी में लैंथेनम (एक्टिनियम) और ल्यूटेटियम (लॉरेन्सियम) की स्थिति". J. Chem. Educ. 59 (8): 634–636. Bibcode:1982JChEd..59..634J. doi:10.1021/ed059p634.
  14. ↑ Scerri, E. R. (2011) A Very Short Introduction to the Periodic Table, Oxford University Press.
  15. ↑ Jensen, W. B. (2015). "आवर्त सारणी में लॉरेंसियम की स्थिति पर कुछ टिप्पणियाँ" (PDF). Archived from the original (PDF) on 23 December 2015. Retrieved 20 September 2015.
  16. ↑ L. D. Landau, E. M. Lifshitz (1958). क्वांटम यांत्रिकी: गैर-सापेक्ष सिद्धांत. Vol. 3 (1st ed.). Pergamon Press. pp. 256–7.
  17. ↑ Jensen, William B. (2015). "आवर्त सारणी में लैंथेनम (एक्टिनियम) और ल्यूटेटियम (लॉरेन्सियम) की स्थिति: एक अद्यतन". Foundations of Chemistry. 17: 23–31. doi:10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID 98624395. Retrieved 28 January 2021.
  18. ↑ "आवर्त सारणी के समूह 3 का गठन". IUPAC. 2015. Archived from the original on 5 July 2016. Retrieved 30 July 2016.
  19. ↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, G.; Murillo, C. A. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.). New York: Wiley, ISBN 978-0-471-19957-1.
  20. ↑ Wang, Xuefang; Andrews, Lester; Riedel, Sebastian; Kaupp, Martin (2007). "पारा एक संक्रमण धातु है: एचजीएफ के लिए पहला प्रायोगिक साक्ष्य4". Angew. Chem. Int. Ed. 46 (44): 8371–8375. doi:10.1002/anie.200703710. PMID 17899620.
  21. ↑ Jensen, William B. (2008). "क्या बुध अब एक संक्रमण तत्व है?". J. Chem. Educ. 85 (9): 1182–1183. Bibcode:2008JChEd..85.1182J. doi:10.1021/ed085p1182.
  22. ↑ 22.0 22.1 Miessler, G. L. and Tarr, D. A. (1999) Inorganic Chemistry, 2nd edn, Prentice-Hall, p. 38-39 ISBN 978-0-13-841891-5
  23. ↑ Matsumoto, Paul S (2005). "संक्रमण-धातु तत्वों की आयनीकरण ऊर्जा में रुझान". Journal of Chemical Education. 82 (11): 1660. Bibcode:2005JChEd..82.1660M. doi:10.1021/ed082p1660.
  24. ↑ Hogan, C. Michael (2010). "Heavy metal" in Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment. E. Monosson and C. Cleveland (eds.) Washington DC.
  25. ↑ Orgel, L.E. (1966). संक्रमण-धातु रसायन विज्ञान, लिगैंड क्षेत्र सिद्धांत का परिचय (2nd. ed.). London: Methuen.
  26. ↑ Protchenko, Andrey V.; Dange, Deepak; Harmer, Jeffrey R.; Tang, Christina Y.; Schwarz, Andrew D.; Kelly, Michael J.; Phillips, Nicholas; Tirfoin, Remi; Birjkumar, Krishna Hassomal; Jones, Cameron; Kaltsoyannis, Nikolas; Mountford, Philip; Aldridge, Simon (16 February 2014). "स्थिर GaX2, InX2 और TlX2 रेडिकल्स". Nature Chemistry. 6 (4): 315–319. Bibcode:2014NatCh...6..315P. doi:10.1038/nchem.1870. PMID 24651198.
  27. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8. p. 240
  28. ↑ Kovacs KA, Grof P, Burai L, Riedel M (2004). "परमैंगनेट/ऑक्सालेट प्रतिक्रिया के तंत्र को संशोधित करना". J. Phys. Chem. A. 108 (50): 11026–11031. Bibcode:2004JPCA..10811026K. doi:10.1021/jp047061u.
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