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| 전이원소 |
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| 글쓴이 : 운영자 고유ID : 운영자
날짜 : 00-00-00 00:00
조회 : 18768
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전이원소
1. 전이원소
주기율표의 제 4주기 이후에 나타나는 원소로 3A~7A,
8족 및 1B족에 속하는 모든원소들을 전이원소라고 한다.
즉 전이원소란 d 또는 f 오비탈이 완전히 체워져 있지
않은 원소를 말한다.
2. 전이원소의 분류
1) 제 4주기 전이원소 (3d 원소) : Sc ~ Cu
2) 제 5주기 전이원소 (4d 원소) : Y ~ Ag
3) 제 6주기 전이원소 (5d, 4f 원소) : La ~ Au
4) 제 7주기 전이원소 (5f 원소) : Ac ~ Lr
3. 전이원소의 전자배치
제 4주기의 Sc~Cu의 전자배치를 보면 1s에서 3p
오비탈까지의 전자배치는 아르곤의 전자배치와 같고
4S 오비탈의 전자의 수는 모두 2개이며, 원자번호가
증기함에 따라 전자는 3d 오비탈에 체워진다.
※ 제 4주기 전이원소의 전자배치
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원자번호 원소 전자배치
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21 스칸듐 Sc [16Ar] 3d14s2
22 티탄 Ti [16Ar] 3d24s2
23 바나듐 V [16Ar] 3d34s2
24 크롬 Cr [16Ar] 3d54s1
25 망간 Mn [16Ar] 3d64s2
26 철 Fe [16Ar] 3d64s2
27 코발트 Co [16Ar] 3d74s2
28 니켈 Ni [16Ar] 3d84s2
29 구리 Cu [16Ar] 3d104s1
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※ 오비탈의 에너지 준위순서
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p ...
4. 전이원소의 특징
1) 물리적 특징
a) 모두 금속이며 금속광택, 열, 전기 전도성이 크다.
b) 녹는점, 끓는점이 높다
c) 원자번호가 증가하면, 3d, 4d 오비탈에 전자가 증가
하여 핵을 가려주기 때문에 4s, 5s 오비탈이 안쪽으로
끌려 들어가지 않는다.
따라서 원자번호가 증가하여도 원자의 크기는 별로
변하지 않고 질량이 증가하기 때문에 밀도가 커진다.
d) 이온의 크기
4s, 5s, 오비탈의 전자가 떨어져 나간 상태이므로
3d, 4d 전자들은 핵의 인력을 받아 안쪽으로 끌려
이온의 크기는 작아진다.
2) 화학적 성질
a) 산화수
전이원소는 모두 금속이므로 산화수는 +이며 에너지
준위는 4s<3d이지만, 이온에서는 3d 오비탈이
더 안정하므로 4s 전자를 먼저 잃으므로 산화수는
대개 +2이며, d 오비탈의 전자도 방출되기 때문에 +2
이외의 여러가지 산화수를 갖는다.
b) 이온의 색
전이원소의 이온은 색을 띠고 있는것이 많다, 이것은
맨 바깥 전자 껍질의 s 오비탈과 d 오비탈의 에너지
차이가 적어서 전자가 가시광선에서 원소에 따라
특이한 파장의 빛에너지를 흡수하여, 에너지가 낮은
s 오비탈에서 에너지가 높은 d 오비탈로 전자가 쉽게
이동할 수 있기 때문이다.
또 전이원소는 착이온을 만드는 성질이 있으며,
이러한 착이온도 대개 색을 띠고 있다.
c) 반응성
대부분 반응성이 약하여 전이원소의 단체나 화합물은
촉매로 쓰이는 것이 많다.
※ 훈트의 법칙
홑전자의 수가 가장 많은 전자배치가 가장 안정적이다.
※ 전형원소/전이원소
- 전형원소 : 원자가전자가 s 및 p 오비탈에 체워지는 원소
- 전이원소 : 원자가전자가 d 및 f 오비탈에 체워지는 원소
5. 전이원소와 산화력
일반적으로 높은 산화수를 가진 전이원소들은 좋은 산화제가 된다.
예) KMnO4, K2CrO4, K2Cr2O7
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