สมบัติของธาตุทรานซิชัน

   สมบัติของธาตุแทรนซิชัน

ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติคล้ายคลึงกันทั้งในแนวนอนและแนวดิ่ง  ซึ่งทุกธาตุต่างเป็นพวกโลหะ  แต่มีความแตกต่างจากโลหะหมู่  IA  และหมู่  IIA  หลายประการดังนี้

1. ธาตุแทรนซิชัน  เป็นโลหะซึ่งส่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลว  จุดเดือด  และความหนาแน่นสูง

2. เวเลนต์อิเล็กตรอนของธาตุแทรนซิชันในคาบที่  4  เท่ากับ  2  ยกเว้นโครเมียม  กับทองแดง  ซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ  1

3. อิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามานับจากระดับพลังงานของเวเลนซ์อิเล็กตรอน  ส่วนใหญ่มีจำนวนไม่เท่ากัน  ส่วนของธาตุหมู่   IA  และหมู่  IIA  ในคาบเดียวกันมีจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานถัดเข้ามาเท่ากับ  8

4. รัศมีอะตอมมีขนาดใกล้เคียงกันและมีแนวโน้มลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้นตามคาบ

5. ความหนาแน่นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามคาบ

6. ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติคล้ายคลึงกันตามคาบมากกว่าธาตุอื่นๆ  ในตารางธาตุ

นอกจากสมบัติที่ธาตุแทรนซิชันแตกต่างจากโลหะหมู่  IA  และหมู่  IIA  แล้ว  ธาตุแทรนซิชันยังมีสมบัติพิเศษที่เด่นชัดอีกหลายประการ  ดังนี้

1. โลหะแทรนซิชันเป็นตัวนำไฟฟ้าและนำความร้อนที่ดี  โดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุในหมู่  IB  คือ  ทองแดง  เงิน  และทอง

2. รัศมีอะตอมของธาตุแทรนซิชันโดยทั่วไปมีขนาดลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น  แต่รัศมีอะตอมของธาตุต่างๆ  จากโครเมียม  (Cr)  ถึงทองแดง   (Cu)  มีขนาดใกล้เคียงกันมาก  ทั้งนี้เนื่องจากแม้ว่าธาตุในแถวเดียวกันจะมีประจุในนิวเคลียสเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้หมอกอิเล็กตรอนเล็กลงก็ตาม  แต่อิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อยมีจำนวนมากขึ้นและมีแรงต้านกับการหดขนาดของหมอกอิเล็กตรอน  จึงทำให้ขนาดอะตอมของธาตุแทรนซิชันไม่ค่อยเปลี่ยนแปลงมากนัก  และจะลดลงอย่างช้า ๆ เท่านั้น

3. พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่  1  ที่เปลี่ยนแปลงอย่างไม่สม่ำเสมอเป็นผลจากการต้านกันระหว่างประจุของนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้น  กับการเพิ่มอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย

4. มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า  ยกเว้น  IIIB  และหมู่  IIB  ซึ่งเกิดสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชัน  +3  และ  +2  ตามลำดับ  ส่วนธาตุแทรนซิชันอื่น ๆ สามารถแสดงเลขออกซิเดชันร่วมกันเป็นอย่างน้อย

5. สารประกอบส่วนมากของธาตุแทรนซิชันมีสี  (ยกเว้นหมู่  IIIB)

6. มีแนวโน้มเกิดสารประกอบเชิงซ้อน (Complex  compounds)   ได้ง่ายกว่าธาตุหมู่  IA  และหมู่  IIA

ธาตุแทรกซิชัน (transition  element)  หมาย ถึง  ธาตุหมู่ B  ที่อยู่ระหว่างหมู่ธาตุ  IIA และ  IIIA  โดยธาตุแทรนซิชันมีอิเล็กตรอนบรรจุใน  d หรือ  f-ออร์บิทัลไม่เต็ม  ได้แก่ ธาตุ d  และกลุ่ม  f  ในตารางธาตุ  ธาตุแทรนซิชันมีการแบ่งเป็นหมู่ได้  8  หมู่เช่นเดียวกันธาตุ A เริ่มจากหมู่  IIIB,  IVB,  VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB และ  IIB ธาตุหมู่  IIB  (Zn, Cd, Hg) มีอิเล็กตรอนบรรจุเต็มใน  d-ออร์บิทัล
            1.  ธาตุแทรนซิชันหลัก  (main  transition) คือ ธาตุแทรนซิชันที่มีการบรรจุอิเล็กตรอนใน d-ออร์บิทัล
            2.  ธาตุแทรนซิชันชั้นใน (inner  transition)  คือ ธาตุแทรนซิชันที่มีการบรรจุอิเล็กตรอนที่ f-ออร์บิทัล
 สมบัติของธาตุแทรนซิชัน
            สมบัติของธาตุแทรนซิชันสรุปได้ดังนี้
            1. มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 ยกเว้นธาตุ Cr และ Cu มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1  โดยการบรรจุอิเล็กตรอนในสองระดับ  พลังงานสุดท้ายควรเป็น 4s²3d⁴ และ 4s²3d9 ตามลำดับ  แต่ปรากฏว่าเป็น 4s¹3d⁵ และ 4s¹3d¹⁰  เพราะการบรรจุอิเล็กตรอนแบบหลังจะทำให้อิเล็กตรอนใน        s-ออร์บิทัลเป็นแบบการบรรจุครึ่ง  ส่วนใน d-ออร์บิทัลของ  Cr  เป็นการบรรจุครึ่ง  และใน    d-ออร์บิทัลของ Cu  เป็นแบบการบรรจุเต็ม  ซึ่งจะทำให้อะตอมมีความเสถียรมากกว่า
            2.  อิเล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก (n) ถัดจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนเข้าไป  จะมีจำนวนไม่เท่ากัน
            3. มีสมบัติเป็นโลหะ เป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี  โดย  Ag เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีที่สุด  ส่วน  Fe, Co, Ni  แสดงสมบัติเป็นแม่เหล็กได้  เมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็กเป็นเวลานาน
                   4.มีขนาดอะตอมใกล้เคียงกันตามคาบ
             5.สารประกอบของธาตุแทรนซิชันมีสีเฉพาะตัว