Chương 6 nguyên tố chuyển tiếp

Chương VI. NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

I. CÁC NHẬN XÉT CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

1. Đặc điểm cấu tạo

- Đó là các nguyên tố d (có electron cuối cùng sắp xếp vào AO (n - 1)d), do đó

chúng có lớp electron ngoài cùng giống nhau (thường là ns2

, một số ít là ns1

)

nhưng có phân lớp d kề lớp ngoài cùng khác nhau.

- Trong mỗi chu kỳ (từ chu kỳ IV trở đi) có 10 nguyên tố d, họp thành họ nguyên

tố d, ví dụ: trong chu kỳ IV có họ Sc (từ Sc đến Zn). Trong mỗi nhóm các

nguyên tố d họp thành phân nhóm phụ (B), gồm 3 nguyên tố, ví dụ: trong

phân nhóm IB có Cu, Ag, Au.

- Cấu hình elctron hóa trị các nguyên tố d trong họ:

Nhóm IIIB (n – 1)d1

ns2

Nhóm IVB (n – 1)d2

ns2

Nhóm VB (n – 1)d3

ns2

Nhóm VIB (n – 1)d5

ns1

Nhóm VIIB (n – 1)d5

ns2

Nhóm VIIIB (n – 1)d6,7,8ns2

Nhóm IB (n – 1)d10ns1

Nhóm IIB (n – 1)d10ns2

 Số electron hoá trị = số electron phân lớp s của lớp ngoài cùng + số electron

phân lớp d của lớp trước ngoài cùng = số thứ tự của nhóm. Ví dụ: nhóm VIIB

có 7 electron hóa trị.

 Có một số ngoại lệ trong cấu trúc electron ở phân nhóm VIB, IB (do khuynh

hướng muốn có cấu trúc bán bão hòa hoặc bão hòa ở phân lớp (n - 1)d) và

phân nhóm VIIIB (có 3 nguyên tố).

 Các công thức electron trên hoàn toàn đúng với các nguyên tố chu kỳ IV. Đối

với các chu kỳ tiếp theo công thức electron có thay đổi chút ít đối với vài

nguyên tố nhưng khuynh hướng chung của chúng vẫn như vậy.

2. Đặc tính chung

- Vì lớp vỏ ngoài cùng chỉ có 1 – 2 electron nên khả năng nhường các electron này

thực hiện khá dễ dàng và dẫn đến sự hình thành các cation nên tất cả các nguyên

tố d đều là kim loại. Khác với các nguyên tố phân nhón chính, ở các nguyên tố d,

lớp vỏ electron sát ngoài cùng thường chưa bão hoà, hơn nữa các orbital (n - 1)d

có năng lượng rất gần với các orbital ns nên chúng có khả năng được sử dụng để

hình thành liên kết hóa học. Như vậy, các nguyên tố d có thể lần lượt cho đi từng

electron hóa trị một cho đến hết, bắt đầu từ phân lớp ns, nên các nguyên tố d có

nhiều số oxi hóa dương và cách nhau 1 đơn vị (khác với các nguyên tố phân

nhóm chính, các số oxi hóa cách nhau 2 đơn vị). Số oxi hóa dương thấp nhất có

giá trị +2 (riêng phân nhóm IB là +1). Số oxi hóa dưông cao nhất = số thứ tự

nhóm.

Tuy nhiên cũng có một số ngoại lệ: ở phân nhóm IB (có số oxi hóa dương cực đại lớn

hơn số thứ tự nhóm vì phân lớp (n - 1)d10 chưa thực sự bền), phân nhóm IIB và IIIB

chỉ có một một trạng thái oxi hóa dương tương ứng với số thứ tự nhóm, phân nhóm

VIIIB hiện nay mới chỉ biết vài nguyên tố có số oxi hoá dương cực đại bằng số thứ tự

nhóm.

- Khi ở số oxi hóa dương thấp (+1, +2, +3) các nguyên tố d thể hiện tính kim loại

tương tự như các kim loại s, p có cùng số oxi hóa, nhưng khi ở số oxi hóa cao (từ