ელემენტები პერიოდულ სისტემაში ხშირად იყოფა ოთხ კატეგორიად: ძირითადი ჯგუფის ელემენტები, გარდამავალი ლითონები, ლანთანიდები და აქტინიდები. ჯგუფის ძირითადი ელემენტები მოიცავს აქტიურ ლითონებს ორ სვეტში პერიოდული ცხრილის მარცხნივ და ლითონები, ნახევრადმეტალები და არამეტალები ექვს სვეტში უკიდურეს მარჯვნივ. ეს გარდამავალი ლითონები მეტალის ელემენტებია, რომლებიც ერთგვარი ხიდის ან გადასვლის როლს ასრულებენ პერიოდული ცხრილის გვერდების ნაწილებს შორის.
რა არის ეს
ყველა ქიმიური ელემენტის ჯგუფიდან, გარდამავალი ლითონების იდენტიფიცირება შეიძლება ყველაზე რთული იყოს, რადგან არსებობს განსხვავებული მოსაზრებები იმის შესახებ, თუ რა უნდა იყოს შეტანილი. ერთ-ერთი განმარტების მიხედვით, ისინი მოიცავს ნებისმიერ ნივთიერებას ნაწილობრივ შევსებული d-ელექტრონული ქვეშელურით (მკვიდრი). ეს აღწერა ეხება მე-3 ჯგუფსმე-12 პერიოდულ სისტემაში, თუმცა f-ბლოკის ელემენტები (ლანთანიდები და აქტინიდები პერიოდული ცხრილის ძირითადი ნაწილის ქვემოთ) ასევე გარდამავალი ლითონებია.
მათი სახელი მომდინარეობს ინგლისელი ქიმიკოსის ჩარლზ ბიურისგან, რომელმაც გამოიყენა იგი 1921 წელს.
ადგილი პერიოდულ სისტემაში
გარდამავალი ლითონი არის ყველა სერიები, რომლებიც განლაგებულია პერიოდული ცხრილის IB-დან VIIIB-მდე ჯგუფებად:
- 21-დან (სკანდიუმი) 29-მდე (სპილენძი);
- 39-დან (იტრიუმი) 47-მდე (ვერცხლი);
- 57-დან (ლანთანი) 79-მდე (ოქრო);
- 89-დან (აქტინიუმი) 112-მდე (კოპერნიკი).
ბოლო ჯგუფში შედის ლანთანიდები და აქტინიდები (ე.წ. f-ელემენტები, რომლებიც მათი განსაკუთრებული ჯგუფია, ყველა დანარჩენი არის d-ელემენტები).
გარდამავალი ლითონების სია
ამ ელემენტების სია წარმოდგენილია:
- სკანდიუმი;
- ტიტანი;
- ვანადიუმი;
- chrome;
- მანგანუმი;
- რკინა;
- კობალტი;
- ნიკელი;
- სპილენძი;
- თუთია;
- იტრიუმი;
- ცირკონიუმი;
- ნიობიუმი;
- მოლიბდენი;
- ტექნეტიუმი;
- რუთენიუმი;
- როდიუმი;
- პალადიუმი;
- ვერცხლი;
- კადმიუმი;
- ჰაფნიუმი;
- ტანტალი;
- ვოლფრამი;
- რენიუმი;
- ოსმიუმი;
- ირიდიუმი;
- პლატინი;
- ოქრო;
- მერკური;
- რეზერფოდუმი;
- დუბნიუმი;
- ზღვისბორგიუმი;
- ბორიუმი;
- ჰასიემი;
- მეიტნერიუმი;
- დარმშტადტი;
- რენტგენი;
- ununbiem.
ლანთანიდის ჯგუფი წარმოდგენილია:
- ლანთანუმი;
- ცერიუმი;
- პრასეოდიმი;
- ნეოდიმი;
- პრომეთიუმი;
- სამარიუმი;
- ევროპიუმი;
- გადოლინიუმი;
- ტერბიუმი;
- დისპროზიუმი;
- ჰოლმიუმი;
- ერბიუმი;
- თულიუმი;
- იტერბიუმი;
- ლუტეტიუმი.
აქტინიდები წარმოდგენილია:
- აქტინუმი;
- თორიუმი;
- პროტაქტინიუმი;
- ურანი;
- ნეპტუნიუმი;
- პლუტონიუმი;
- americium;
- კურიუმი;
- ბერკელიუმი;
- კალიფორნიუმი;
- აინშტაინიუმი;
- fermiem;
- მენდელევიუმი;
- ნობელი;
- ლავრენციუმი.
ფუნქციები
ნაერთების წარმოქმნის პროცესში ლითონის ატომები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ვალენტური s- და p-ელექტრონები, ასევე d-ელექტრონები. ამიტომ, d-ელემენტებს უმეტეს შემთხვევაში ახასიათებთ ცვლადი ვალენტობა, განსხვავებით ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტებისაგან. ეს თვისება განსაზღვრავს მათ უნარს შექმნან რთული ნაერთები.
გარკვეული თვისებების არსებობა განსაზღვრავს ამ ელემენტების სახელს. სერიის ყველა გარდამავალი ლითონი მყარია მაღალი დნობის და დუღილის წერტილებით. პერიოდული ცხრილის გასწვრივ მარცხნიდან მარჯვნივ გადაადგილებისას ხუთი d-ორბიტალი უფრო ივსება. მათი ელექტრონები სუსტად არის შეკრული, რაც ხელს უწყობს მაღალ ელექტროგამტარობას და შესაბამისობას.გარდამავალი ელემენტები. მათ ასევე აქვთ იონიზაციის დაბალი ენერგია (აუცილებელია, როდესაც ელექტრონი შორდება თავისუფალ ატომს).
ქიმიური თვისებები
გარდამავალი ლითონები ავლენენ ჟანგვის მდგომარეობების ან დადებითად დამუხტული ფორმების ფართო სპექტრს. თავის მხრივ, ისინი საშუალებას აძლევს გარდამავალ ელემენტებს შექმნან მრავალი განსხვავებული იონური და ნაწილობრივ იონური ნაერთი. კომპლექსების წარმოქმნა იწვევს d-ორბიტალების დაყოფას ორ ენერგეტიკულ ქვედონედ, რაც საშუალებას აძლევს მათ ბევრ მათგანს აითვისოს სინათლის გარკვეული სიხშირე. ამრიგად, წარმოიქმნება დამახასიათებელი ფერადი ხსნარები და ნაერთები. ეს რეაქციები ზოგჯერ აძლიერებს გარკვეული ნაერთების შედარებით დაბალ ხსნადობას.
გარდამავალი ლითონები ხასიათდებიან მაღალი ელექტრული და თბოგამტარობით. ისინი მოქნილები არიან. ჩვეულებრივ ქმნიან პარამაგნიტურ ნაერთებს დაუწყვილებელი d-ელექტრონების გამო. მათ ასევე აქვთ მაღალი კატალიზური აქტივობა.
ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ არსებობს გარკვეული წინააღმდეგობა ელემენტების კლასიფიკაციის შესახებ მაგიდის მარჯვენა მხარეს მთავარ ჯგუფსა და გარდამავალი ლითონის ელემენტებს შორის საზღვარზე. ეს ელემენტებია თუთია (Zn), კადმიუმი (Cd) და ვერცხლისწყალი (Hg).
სისტემატიზაციის პრობლემები
დაპირისპირება იმის შესახებ, კლასიფიცირდეს ისინი ძირითად ჯგუფად ან გარდამავალ ლითონებად, ვარაუდობს, რომ განსხვავება ამ კატეგორიებს შორის არ არის ნათელი. მათ შორის არის გარკვეული მსგავსება: ისინი ჰგავს ლითონებს, ისინი ელასტიური დაპლასტმასის, ისინი ატარებენ სითბოს და ელექტროენერგიას და ქმნიან დადებით იონებს. ის ფაქტი, რომ ელექტროენერგიის ორი საუკეთესო გამტარი არის გარდამავალი ლითონი (სპილენძი) და ძირითადი ჯგუფის ელემენტი (ალუმინი) გვიჩვენებს, თუ რამდენად ემთხვევა ორი ჯგუფის ელემენტების ფიზიკური თვისებები.
შედარებითი მახასიათებლები
ასევე არსებობს განსხვავებები ძირითად და გარდამავალ ლითონებს შორის. მაგალითად, ეს უკანასკნელნი უფრო ელექტრონეგატიურები არიან, ვიდრე ძირითადი ჯგუფის წარმომადგენლები. ამიტომ, ისინი უფრო მეტად წარმოქმნიან კოვალენტურ ბმას.
კიდევ ერთი განსხვავება ძირითადი ჯგუფის ლითონებსა და გარდამავალ ლითონებს შორის ჩანს მათ მიერ წარმოქმნილი ნაერთების ფორმულებში. პირველები ქმნიან მარილებს (როგორიცაა NaCl, Mg 3 N 2 და CaS), რომლებშიც მხოლოდ უარყოფითი იონებია საკმარისი დადებითი იონების მუხტის დასაბალანსებლად. გარდამავალი ლითონები ქმნიან ანალოგიურ ნაერთებს, როგორიცაა FeCl3, HgI2 ან Cd (OH)2. თუმცა, ისინი უფრო ხშირად, ვიდრე ძირითადი ჯგუფის ლითონები ქმნიან კომპლექსებს, როგორიცაა FeCl4-, HgI42- და Cd (OH)42-, რომელსაც აქვს უარყოფითი იონების ჭარბი რაოდენობა.
კიდევ ერთი განსხვავება ძირითად ჯგუფსა და გარდამავალ ლითონის იონებს შორის არის სიმარტივე, რომლითაც ისინი ქმნიან სტაბილურ ნაერთებს ნეიტრალურ მოლეკულებთან, როგორიცაა წყალი ან ამიაკი.
