نگاه کلی
عناصر واسطه ، همگی خصلت
فلزی دارند. از نظر موقعیت در
جدول تناوبی از دوره چهارم به بعد دو عنصر اصلی اول و شش عنصر اصلی آخر دوره در ده خانه ، قرار دارند. از نظر
آرایش الکترونی بر عکس
فلزات قلیایی و
قلیایی خاکی همدوره خود ، سطح انرژی تراز
n-1)d) لایه ظرفیت آنها از سطح تراز
ns این لایه پایین‌تر است. از اینرو آخرین الکترون اتم آنها در
n-1)d) وارد می‌شود و تراز
p لایه ظرفیت و اتم آنها از
الکترون خالیست.
طبقه بندی عناصر واسطه
این عنصرها بسته به اینکه
الکترون متمایز کننده اتم آنها در تراز
n-1)d) و یا در تراز
n-2 )f) لایه ظرفیت وارد شود، به دو دسته تقسیم می‌شوند.
فلزات واسطه دسته d
الکترونهای متمایز کننده اتم این عنصرها در تراز
n-1)d) لایه ظرفیت اتم آنها وارد می‌شود و عموما (غیر از
روی و
کادمیم) ، در حالت
اکسایش صفر و یا دست کم در یکی از حالتهای اکسایش بالاتر از صفر ، یک یا چند
اوربیتال تک الکترونی در تراز لایه ظرفیت اتم خود دارند. عنصرهای واسطه دوره چهارم (ردیف
3d) ، دوره پنجم (ردیف
4d) ، دوره ششم (ردیف
5d ) و دوره هفتم (ردیف
6d) ، جزو این دسته از فلزات هستند.
فلزات واسطه دسته F
این عناصر که الکترونهای متمایز کننده اتم آنها ، در ترازهای
n-2)F) لایه ظرفیت که ترازهای نسبتا درونی‌اند قرار می‌گیرند، به
عناصر واسطه داخلی معروفند و جزو عنصرهای گروه
III B در جدول تناوبی می‌باشند و دو ردیف متمایز از عنصرهای واسطه را شامل می‌شوند که عبارتند از:
لانتانیدها
در این دسته از عنصرها که به عنصرهای خاکهای کمیاب نیز معروفند، الکترون متمایز کننده اتم در تراز
4f وارد می‌شود. 14 عنصر از
سریم (عنصر پنجاه و هشتم) تا
لوستیم (عنصر هفتاد و یکم) جزو این دسته از عناصر می‌باشند.
آکتیندها
در این ردیف از عنصرها ، الکترونهای متمایز کننده اتم در تراز
5f لایه ظرفیت اتم وارد می‌شود و 14 عنصر از
توریم (نودمین عنصر) تا
لورسنیم (عنصر صد و سوم) را شامل می‌شوند. برعکس عنصرهای لانتانید ، تنها سه عنصر اول این ردیف (
توریم ،
پروتاکتینیوم و
اورانیوم) در طبیعت یافت می‌شوند. از عنصر چهارم این سری به بعد که عنصرهای
ترانس اورانیوم نام دارند، در طبیعت یافت نمی‌شوند و همگی
رادیواکتیو می‌باشند.
خواص فیزیکی عناصر واسطه
به غیر از عناصر واسطه گروه
II B (یعنی
روی ،
کادمیم ،
جیوه) و فلزهای واسطه دیگر) ، دماهای ذوب و جوش ، گرمای نهان تبخیر ، چگالی ، سختی ، انرژی بستگی نسبتا بالایی دارند (در بین آنها تنها جیوه در دمای معمولی مایع است). شدت این خواص در عنصرهای واسطه میانی هر ردیف بیشتر می‌شود. دلیل این رویداد ، وجود اوربیتالهای تک الکترونی نسبتا زیاد در تراز
d و امکان همپوشانی مناسب این اوربیتالها ، تشکیل
پیوند کووالانسی در شبکه بلور و افزایش انرژی بستگی بلور فلزی است. اما در آخرین عنصر واسطه هر ردیف ، انرژی بستگی به پایینترین حد خود نزول می‌کند.
خواص مکانیکی عناصر واسطه
فلزهای واسطه عموما انعطاف پذیرند، قابلیت تغییر شکل دارند، خاصیت
چکش خواری ،
صیقل پذیری ،
تورّق و
مفتول شدن آنها خیلی زیاد است. در مقابل
ضربه ،
فشار و
کشش ، مقاومت دارند (غیر از جیوه که مایع ، روی و کروم که شکننده‌اند).
البته فلزهای گروه
IB (
مس ،
نقره و
طلا) بسیار نرم‌اند. این فلزها با یکدیگر و نیز با برخی نافلزات ، آلیازهای بسیار مهمی تشکیل می‌دهند که خواص و کاربردهای ویژه‌ای در پژوهش ، علم و صنعت دارند. از آلیاژ این فلزات در ساخت موتور جت هواپیما ، استفاده می‌شود.
فلزاتی که به صورت آلیاژ در ساخت موتور جت بکار می‌روند، عبارتند از:
خواص مغناطیسی
این فلزها عموما (غیر از روی و کادمیم) در حالت آزاد و خنثی و یا دست کم در یکی از حالتهای اکسایش خود در ترکیبها ، دارای اوربیتالهای تک الکترونی‌اند. از اینرو ، غالبا در حالت گازی یا در بسیاری از ترکیبات کوئوردیناسیون خود ، بویژه با لیگاندهای ضعیف دارای خاصیت پارامغناطیسی‌اند. بدیهی است برخی از آنها که فاقد الکترون جفت نشده‌اند، حتی در حالت آزاد (گازی) دارای خاصیت دیامغناطیسی‌اند (مانند روی و کادمیم) و یا ممکن است برخی از آنها با داشتن الکترونهای جفت نشده در بلور ، آنتی فرومغناطیس باشند و یا در ترکیبات کمپلکس یا لیگاندهای قوی و یا مغناطیس باشند (کروم).
الکترونگاتیوی
به علت کوچک بودن اندازه اتم و زیاد بودن بار موثر هسته ، عنصرهای واسطه نسبت به عنصرهای اصلی ،
الکترونگاتیوی و
انرژی یونش عنصرهای واسطه نسبت به عنصرهای اصلی همدوره خود بیشتر است.
رسانایی برق و گرما
فلزات واسطه ، عموما جریان برق را به خوبی هدایت می‌کنند، قدرت رسانایی عنصرهای گروه IB از فلزهای دیگر بیشتر است، (دلیل آن پر بودن اوربیتالهای تراز
d و وجود اوربیتال تک الکترونی
S لایه ظرفیت است). رسانایی گرمایی این فلزات به موازات رسانایی الکتریکی آنها افزایش می‌یابد. رسانایی الکتریکی
وانادیوم از فلزهای دیگر کمتر است.
مباحث مرتبط با عنوان
