دانلود فایل پاورپوینت مقدمه ای بر عناصر واسطه

بخشی از پاورپوینت

--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----

اسلاید 1 :

فلز واسطه

عناصر واسطه، همگی خصلت فلزی دارند. از نظر موقعیت در جدول تناوبی از دوره چهارم به بعد بین 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 ترازn-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.
این عنصرها بسته به اینکه الکترون متمایز کننده اتم آنها در تراز n-1)d) و یا در تراز (n-2)fلایه ظرفیت وارد شود، به دو دسته تقسیم می‌شوند.

اسلاید 2 :

طبقه بندی عناصر واسطه

فلزات واسطه دسته d

الکترونهای متمایز کننده اتم این عنصرها در ترازn-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 اکتنیدها و لانتانیدها.

اسلاید 3 :

خواص فیزیکی عناصر واسطه

به غیر از عناصر واسطه گروه 10 (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 پایین ترین حد خود نزول می‌کند.

اسلاید 4 :

خواص مکانیکی عناصر واسطه

از چپ به راست, محلولهای آبی(آبدار): Co(NO3)2 (قرمز); K2Cr2O7(نارنجی); K2CrO4(زرد); 2NiCl (فیروزه ای); 4CuSO (ارغوانی).
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:

اسلاید 5 :

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 نشده اند، حتی در حالت آزاد (گازی) دارای خاصیت دیامغناطیسی‌اند (مانند روی و کادمیم) و یا ممکن است برخی از آنها با داشتن الکترونهای جفت‌نشده در بلور، آنتی فرومغناطیس باشند و یا در ترکیبات کمپلکس یا لیگاندهای قوی و یا مغناطیس باشند (کروم).

اسلاید 6 :

لیگاند (به انگلیسی: Ligand)‏ در شیمی به مولکول یا یونی گفته می‌شود که با فلز مرکزی پیوند برقرار کرده و ترکیب کمپلکس دهد
لیگاند زد (به انگلیسی: Z-Ligand)‏ در دسته بندی پیوندهای کووالانسی به دسته ای از لیگاند ها گفته می شود که دو الکترون از اتم فلزی مرکزی دریافت می کند.این بر خلاف لیگاندهای ایکس است که در آن هر کدام یک الکترون به اشتراک می گذارند.همچنین لیگاندهای ال نوع دیگری از لیگاندها هستند که در آن لیگاند دو الکترون به فلز مرکزی می دهد.
پارامغناطیس شکلی از خاصیت مغناطیسی مواد است که به واسطه آن برخی از مواد به وسیله ی میدان خارجی اعمال شده جذب می شوند. مواد پارامغناطیس شامل بیشتر عناصر شیمیایی و برخی از ترکیبات می شوند. آنها تراوایی مغناطیسی نسبی ای بزرگتر یا مساوی با یک دارند و از همین رو توسط میدان مغناطیسی جذب می شوند. این مواد که به مقدار اندکی توسط یک میدان مغناطیسی جذب می شوند پس از قطع میدان حالت مغناطیسی خود را حفظ نمی کنند زیرا با قطع میدان حرکت گرمایی موجب جهت گیری تصادفی اسپین ها می شود. منشا پارامغناطیس: ویژگی های پارامغناطیس بدلیل وجود برخی از الکترون های جفت نشده و آرایش جدید مسیرهای الکترونی است که به دلیل میدان مغناطیسی خارجی بوجود می آیند. برخی مواد پارامغناطیسی قابل توجه عبارتند از: منیزیم، مولیبدن، لیتیم و تانتال.
ترکیبات کمپلکس به دسته‌ای از ترکیبات در شیمی معدنی گفته می‌شود که دارای فلز و لیگاند باشند.

اسلاید 7 :

مواد پارا مغناطیس گروهی از مواد هستند که موجب تقویت جزئی میدان مغناطیسی می‌شوند، یعنی اگر در داخل سیم پیچی ، ماده‌ای از جنس پارا مغناطیسی قرار دهیم، در این صورت میدان مغناطیسی تقویت می‌شود، هر چند این تقویت به اندازه مواد فرو مغناطیس نیست، اما قابل توجه است. به بیان دیگر ، در مباحث مغناطیسی کمیتی به نام پذیرفتاری مغناطیسی تعریف می‌شود که نمادی از تقویت یا تضعیف میدان مغناطیسی است.

یعنی در مواد دیا مغناطیس پذیرفتاری مغناطیسی ، کمیتی منفی است و میدان مغناطیسی در اثر حضور چنین ماده‌ای تضعیف می‌شود، اما در مورد مواد پارا مغناطیس ، تراوایی مغناطیسی ، مقداری مثبت است. بنابراین در حضور این ماده ، میدان تقویت می‌شود، هر چند این تقویت به اندازه مواد فرو مغناطیسی نخواهد بود.

مواد دیا مغناطیس باعث تضعیف شار مغناطیسی می‌گردند. به بیان دیگر ، جهت جریانهای بنیادی در دیا مغناطیس واقع در میدان مغناطیسی خارجی چنان است که میدان مغناطیسی آنها مخالف میدان خارجی است. در نتیجه اثر میدان مغناطیسی خارجی روی دیا مغناطیس‌ها مخالف اثر آنها روی مواد فرو مغناطیس و پارا مغناطیس است، یعنی مواد دیا مغناطیسی با آهنربا دفع می‌شوند.

در برخی از مواد مغناطیسی دو قطبی‌های مغناطیسی کوچک بطور خودبه‌خود با دو قطبی‌های مجاور هم‌خط می‌شوند، اینگونه مواد ، پارا مغناطیس نامیده می‌شوند. همه بخشهای مغناطیسی در یک ماده فرو مغناطیس در یک راستا قرار ندارند، بلکه این مواد از بخشهای بسیار کوچکی با ابعاد کوچکتر از میلیمتر تشکیل شده‌اند، طوریکه دو قطبی‌های مغناطیس هر بخش هم‌خط هستند، ولی سمت‌گیری دو قطبی‌های مغناطیسی هر بخش با بخش مجاور متفاوت است. این بخشهای کوچک حوزه مغناطیسی نامیده می‌شوند.

اسلاید 8 :

پذیرفتاری مغناطیسی ، T ، خاصیت بنیادی در مواد است که اندازه گیری آن متضمن اطلاعات زیادی از ساختار الکترونی و وجود حالتهای مغناطیسی منظم در ماده است. اگر M مغناطش و H میدان مغناطیسی اعمال شده به ماده باشد، پذیرفتاری مغناطیسی از رابطه زیر بدست می‌آید:
(X= M/H (1

مثبت یا منفی بودن مقادیر X ، به ترتیب به نشان دهنده خاصیتهای پارامغناطیسی و دیامغناطیسی است، چون بطور کلی M تابعی خطی از H نیست. گاهی پذیرفتاری را به صورت دیفرانسیلی dM/dH نیز تعریف می‌کنند.
یکی از مهمترین کمیتهای مشخصه مواد رادیواکتیو ، نیم عمر آنها می‌باشد؛ یعنی مدت ‏زمانی که در طی آن ، نصف ماده اولیه تجزیه می‌شود. تحقیقات انجام شده نشان ‏می‌دهد که از 1000000 اتم پلوتونیوم 218 موجود در یک نمونه تازه تهیه شده ماده ‏رادیواکتیو ، پس از 20 دقیقه فقط حدود 10000 اتم پلوتونیوم باقی می‌ماند و بقیه به ‏اتم‌های سرب 214 و محصولات نوزاد آن مبدل می‌شوند.

پس از تهیه نمونه خالصی از ‏Po‏218 ، برای آنکه 50% اتمهای موجود در آن تباهی پیدا ‏کنند، فقط 3 دقیقه زمان لازم است. در مورد رادیوم ( ‏‎Ra 226‏ ) ، 1620 سال طول ‏می‌کشد، برای آنکه نیمی از اتمهای رادیوم در یک نمونه تازه تهیه شده آن به اتمهای ‏رادون تبدیل ‌شوند.

اسلاید 9 :

خواص دیگر

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 هم دوره 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.

اسلاید 10 :

فلزات واسطه خارجی

این دسته از فلزات را می‌توان در خود جدول تناوبی مشاهده نمود، در عناصر واسطه خارجی زیر لایهٔ d در حال پرشدن می‌باشد، این عناصر نسبت به فلزات گروه اول و دوم سختی، چگالی و دمای ذوب و جوش بالاتری دارند، همه فلزات (اعم از قلیایی، قلیایی خاکی و واسطه و فلزات اصلی دسته p) جامد می‌باشند به جز جیوه که در دمای اتاق به حالت مایع می‌باشد و یک استثناء به شمار می‌آید. در آرایش الکترونی این عناصر بی نظمی‌های متعددی دیده می‌شود، برای مثال دو نمونه از این بی نظمی‌ها در دو عنصر Cr و Cu دیده می‌شوند، گروه یازدهم یا IB با نام فلزات سکه ساز نیز شناخته می‌شوند که شامل سه عنصر مس، نقره و طلا می‌باشد، البته در بین فلزات واسطه خارجی نامگذاری‌های دیگری نیز وجود دارد که به صورت دسته‌ای صورت گرفته‌اند و نظمی بین این دسته بندی‌ها دیده نمی‌شود، برای مثال دو نمونه از این دسته بندی‌ها عبارتند از:
- فلزات پلاتینی: که شامل شش عنصر پالادیم، پلاتین، رودیم، ایریدیم، روتنیم و اوسمیم می‌باشد.
- تریادها یا فلزات فرومانتیک یا دستهٔ سه تایی‌ها: که شامل آهن، کبالت و نیکل سه عنصر که در نامگذاری آیوپاک در یک گروه قرار گرفته‌اند و در تناوب چهارم جدول تناوبی و گروه‌های هشتم و نهم و دهم قراردارند.