🧊 مجسم ثلاثي الأبعاد لانفصال أوربيتالات 3d في المجال البلوري والعزم المغناطيسي

D Scientific Model

• يوضح المجسم انفصال أوربيتالات المستوى الفرعي 3d تحت تأثير مجال الليجاندات ثماني الأوجه، فتنقسم إلى مستويين طاقيين هما t2g وeg.
• ويفسر هذا الانقسام الخاصية البارامغناطيسية وتلون أيونات العناصر الانتقالية في المحاليل، لأن الإلكترونات تنتقل بين المستويين بامتصاص طاقة من الضوء المرئي.
• مجسم ثلاثي الأبعاد يوضح توزيع أوربيتالات المستوى الفرعي 3d تحت تأثير مجال الليجاندات ثماني الأوجه، وانقسامها إلى مستويين طاقيين (t2g و eg)، مما يفسر الخاصية البارامغناطيسية وتلون الأيونات المائية للعناصر الانتقالية نتيجة انتقال الإلكترونات بين المستويات المتباعدة طاقياً بطاقة الضوء المرئي.

• درست في الصف الثاني عناصر الفئة s وعناصر الفئة p، وهما على جانبي الجدول الدوري الطويل.
• العناصر الانتقالية تحتل المنطقة الوسطى بين الفئتين، وتضم أكثر من 60 عنصرًا أي أكثر من نصف العناصر المعروفة.

  يعرض الشكل مكانة العناصر الانتقالية في الجدول الدوري، فهي تحتل المنطقة الوسطى بين عناصر الفئة s وعناصر الفئة p، وتضم أكثر من 60 عنصرًا. وتُستخدم هذه العناصر عوامل حفازة في الصناعة، لأن أوربيتالات d غير الممتلئة تسمح لها بتكوين روابط مؤقتة مع المتفاعلات.

• يتتابع فيها امتلاء المستوى الفرعي d الذي يسع 10 إلكترونات، لذلك تتكون من عشرة أعمدة رأسية.
• يبدأ العمود الأول بعناصر تركيبها الخارجي (n−1)d¹ ns²، ثم يستمر امتلاء d حتى العمود الأخير الذي تركيبه (n−1)d¹⁰ ns².
• الأعمدة من اليسار إلى اليمين هي المجموعات IIIB وIVB وVB وVIB وVIIB، ثم المجموعة VIII التي تضم ثلاثة أعمدة (8 و9 و10)، ثم IB (11) وIIB (12).
• المجموعة VIII تختلف عن بقية مجموعات B في أن التشابه بين عناصرها الأفقية أكبر من التشابه بين عناصرها الرأسية.
• عناصر المجموعة IIB (12) لا تعتبر عناصر انتقالية (يُفسَّر ذلك في نقطة تعريف العنصر الانتقالي).

• في كل سلسلة عشرة عناصر يتتابع فيها امتلاء المستوى الفرعي المذكور بزيادة العدد الذري.

بيانات العناصر

1. الجدول للاطلاع
2. ومنه تُستنتج الخواص التالية.

• تزداد تدريجيًا بزيادة العدد الذري.
• يشذ النيكل (58.7) عن هذا التدرج لوجود خمسة نظائر مستقرة له متوسطها الحسابي 58.7 u.

• لا تتغير الأنصاف كثيرًا عبر السلسلة، ويلاحظ ثبات نسبي من الكروم إلى النحاس.
• السبب وجود عاملين متعاكسين العامل الأول (ينقص نصف القطر): تزداد شحنة النواة الفعالة وعدد الإلكترونات من Sc إلى Cu فيزداد جذب النواة للإلكترونات. العامل الثاني (يزيد نصف القطر): يزداد عدد إلكترونات المستوى 3d فتزداد قوى التنافر بينها. الخاصية الفلزية جميعها فلزات صلبة تتميز باللمعان والبريق وجودة التوصيل للحرارة والكهرباء. لها درجات انصهار وغليان مرتفعة، بسبب الترابط القوي بين الذرات الذي تشترك فيه إلكترونات 4s وَ 3d. معظمها فلزات ذات كثافة عالية، وتزداد الكثافة عبر السلسلة بزيادة العدد الذري. السبب أن الحجم الذري ثابت تقريبًا، فيكون العامل المؤثر في زيادة الكثافة هو زيادة الكتلة الذرية. النحاس فلز محدود النشاط. الحديد متوسط النشاط ويصدأ عند تعرضه للهواء. السكانديوم شديد النشاط ويحل محل هيدروجين الماء بشدة.