Differenza principale - Elementi del blocco D vs elementi di transizione

La maggior parte delle persone usa spesso i due termini, elementi di blocco d ed elementi di transizione, in modo intercambiabile. Questo perché presumono che tutti gli elementi del blocco d siano elementi di transizione poiché la maggior parte degli elementi del blocco d sono elementi di transizione. Tuttavia, non tutti gli elementi del blocco d sono elementi di transizione. La principale differenza tra gli elementi del blocco d e gli elementi di transizione è che Gli elementi del blocco d hanno orbitali d completamente o non completamente riempiti mentre gli elementi di transizione hanno orbitali d riempiti in modo incompleto almeno in un catione stabile che formano.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono gli elementi del blocco D? - Definizione, proprietà, esempi 2. Cosa sono gli elementi di transizione? - Definizione, proprietà, esempi 3. Qual è la differenza tra gli elementi del blocco D e gli elementi di transizione? – Confronto delle differenze chiave

Termini chiave: principio di Aufbau, blocco d, diamagnetico, ferromagnetico, legami metallici, orbitali, paramagnetico, elementi di transizione

Cosa sono gli elementi del blocco D?

Gli elementi di blocco D sono elementi chimici con elettroni riempiti nei loro orbitali d. Il primo requisito affinché un elemento sia un elemento di blocco d è la presenza di orbitali d. Gli elementi che hanno almeno un elettrone nei loro orbitali d sono classificati come elementi di blocco d. Il blocco d della tavola periodica si trova tra il blocco s e il blocco p.

Un fatto importante sugli elementi del blocco d è che hanno orbitali d che sono parzialmente o completamente pieni di elettroni. Secondo il principio di Aufbau, gli elettroni riempiono gli orbitali secondo l'ordine crescente delle energie degli orbitali. In altre parole, gli elettroni riempiono l'orbitale ns prima di riempire l'orbitale (n-1) d. Questo perché l'energia di ns orbitale è inferiore a (n-1) d orbitale. Negli elementi della prima riga della tavola periodica, gli elettroni riempiono prima l'orbitale 4s prima di riempire l'orbitale 3d.

Figura 1: La posizione del blocco D nella tavola periodica degli elementi

Ma ci sono anche alcune eccezioni. Sebbene il livello di energia sia inferiore, a volte gli elettroni riempiono gli orbitali con la configurazione elettronica più stabile. Ad esempio, ns¹ns¹⁰ la configurazione è più stabile di ns²ns⁹. Ciò è dovuto alla stabilità del riempimento completo degli orbitali d. Questi due esempi sono mostrati di seguito.

Cromo (Cr) = [Ar]3d⁵4s¹

Rame (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹

Figura 2: Il rame (Cu) ha un elettrone nell'orbitale 4s e 10 elettroni nell'orbitale 3d

Tutti gli elementi del blocco d sono metalli. Presentano punti di fusione e di ebollizione molto elevati a causa dei loro forti legami metallici. La diminuzione dei raggi atomici è lieve rispetto a quella degli elementi di blocco s e p. Inoltre, le densità sono molto elevate a causa della natura metallica. A causa della presenza di d elettroni, gli elementi del blocco d mostrano stati di ossidazione variabili.

Cosa sono gli elementi di transizione?

Gli elementi di transizione sono elementi chimici che hanno orbitali d riempiti in modo incompleto almeno in un catione stabile che formano. La maggior parte degli elementi di transizione ha orbitali d incompleti nei loro atomi e la maggior parte di essi forma cationi con elettroni spaiati in orbitali d. Pochi esempi di questo tipo sono mostrati di seguito.

Titanio (Ti) = [Ar]3d²4s² = Ti⁺² = [Ar]3d²4s⁰

Vanadio (V) = [Ar]3d³4s² = V⁺³ = [Ar]3d²4s⁰

Ferro (Fe) = [Ar]3d⁶4s² = Fe⁺² = [Ar]3d⁶4s⁰

Cobalto (Co) = [Ar]3d⁷4s² = Co⁺³ = [Ar]3d⁶4s⁰

Rame (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹ = Cu⁺² = [Ar]3d⁹4s⁰

Ci sono alcuni elementi del blocco d che non sono considerati elementi di transizione. Questo perché non formano cationi con orbitali d incompleti. A volte, l'atomo normale può avere elettroni d spaiati ma l'unico catione stabile che formano potrebbe non avere un riempimento orbitale d incompleto (es: scandio). I seguenti sono esempi.

Scandio (Sc) = [Ar]3d¹4s² = Sc⁺³ = [Ar]3d⁰4s⁰

Zinco (Zn) = [Ar]3d¹⁰4s² = Zn⁺² = [Ar]3d¹⁰4s⁰

Tutti gli elementi di transizione appartengono al blocco d della tavola periodica. Gli elementi di transizione sono metalli e sono solidi a temperatura ambiente. La maggior parte di essi forma cationi con stati di ossidazione variabili. I complessi che si formano includendo metalli di transizione sono molto colorati.

Figura 3: complessi colorati formati da elementi di transizione

Questi metalli di transizione hanno proprietà catalitiche. Pertanto, sono usati come catalizzatori nelle reazioni chimiche. Quasi tutti gli elementi di transizione sono paramagnetici o ferromagnetici a causa della presenza di un numero elevato di elettroni spaiati.

Relazione tra elementi del blocco D ed elementi di transizione

Differenza tra elementi del blocco D ed elementi di transizione

Definizione

Elementi del blocco D: Gli elementi del blocco D sono elementi chimici i cui elettroni si riempiono nei loro orbitali d.

Elementi di transizione: Gli elementi di transizione sono elementi chimici che hanno orbitali d riempiti in modo incompleto almeno in un catione stabile che formano.

cationi

Elementi del blocco D: Gli elementi del blocco D possono o meno avere orbitali d riempiti in modo incompleto nei loro cationi.

Elementi di transizione: Gli elementi di transizione hanno essenzialmente orbitali d riempiti in modo incompleto nei loro cationi stabili.

Colori

Elementi del blocco D: Gli elementi del blocco D possono o meno formare complessi colorati.

Elementi di transizione: Gli elementi di transizione formano sempre complessi colorati.

Proprietà magnetiche

Elementi del blocco D: Alcuni elementi del blocco d sono diamagnetici mentre altri sono paramagnetici o ferromagnetici.

Elementi di transizione: Tutti gli elementi di transizione sono paramagnetici o ferromagnetici.

Proprietà fisiche

Elementi del blocco D: Alcuni elementi del blocco d non sono solidi a temperatura ambiente (il mercurio è un liquido), ma altri elementi del blocco d sono solidi a temperatura ambiente.

Elementi di transizione: Tutti i metalli di transizione sono solidi a temperatura ambiente.

Conclusione

Sebbene gli elementi del blocco d e gli elementi di transizione siano spesso considerati uguali, c'è una differenza tra gli elementi del blocco d e gli elementi di transizione. Tutti gli elementi di transizione sono elementi di blocco d. Ma tutti gli elementi del blocco d non sono elementi di transizione. Questo perché tutti gli elementi del blocco d non possono formare almeno un catione stabile con riempimento orbitale d incompleto per diventare un metallo di transizione.

Riferimenti:

1. "Elementi blocco D". Elementi del blocco D, proprietà dei metalli di transizione | [e-mail protetta] N.p., n.d. Ragnatela. Disponibile qui. 20 luglio 2017. 2. Helmenstine, Anne Marie. "Perché i metalli di transizione sono chiamati metalli di transizione?" PensieroCo. N.p., n.d. Ragnatela. Disponibile qui. 20 luglio 2017. 3. "Metallo di transizione". Metallo di transizione – Enciclopedia del Nuovo Mondo. N.p., n.d. Ragnatela. Disponibile qui. 20 luglio 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Tavola periodica 2" di Roshan220195 - Opera propria (CC BY-SA 3.0) tramite Commons Wikimedia2. "Electron shell 029 Copper - no label" di [[commons: User crap]] (opera originale di commons: User: Greg Robson) - (CC BY-SA 2.0 uk) via Commons Wikimedia3 "Soluzioni colorate in metallo di transizione" De Benjah-bmm27 ipotizzato (basato su rivendicazioni di copyright) (Dominio público) via Commons Wikimedia