周期表

質問

レポートで下記のようなことを言われました。

「Zn、Cd、Hgが遷移元素に含まない理由を電子配置より説明せよ。」

自分は物理系の学生で、化学はさっぱりです(>_<)
分かる方、回答よろしくお願いします。

回答No.3

noname#62864 · ベストアンサー

たとえば、K,Caは4s軌道にそれぞれ１個、２個の電子が入っています。その軌道に入る電子数の上限は２ですので、Sc以降は3d軌道に電子が入りはじめます。d軌道は縮退（あるいは縮重）軌道なので最大１０個まで電子が入ります。
遷移元素がその特徴を示すのは、大雑把にいえばd軌道を利用して電子のやり取りをすることが原因です。そのために、d軌道に電子を受け入れる余地があり、かつ、少なくとも１個の電子を有していることを前提として考え、そうした元素を遷移元素と定義しています。したがって、したがって、Scから始めて９個の元素は遷移元素に該当しますが、１０番目のZnでは、d軌道が完全に満たされてしまいますので、そのd軌道を利用して電子を受け入れることができないので遷移金属には該当しないという解釈です。
Cd,Hgに関しても、軌道が3dから4dや5dになるだけで、基本的なことは同じです。

なお、No.2で指摘されていますように、それらの元素を遷移元素に含める考え方もありますが、そうするとこの質問自体が成り立たないので、ここではそう考えていないということでしょう。

お礼

ありがとうございました。
教科書見ても、ちんぷんかんぷんでしたが、解決しました。
ホントにありがとうございました。

回答No.4

ykgtst

遷移元素と呼ばれているＳｃからＣｕまでは、最外殻電子が４ｓ軌道にある（２個）にもかかわらず、内側の３ｄ軌道に電子が入っていくが、Ｚｎでは３ｄ軌道が満たされたので、さらに電子が１個増えようとしても、もはや３ｄ軌道でなく、４ｐ軌道に入る。それゆえＺｎを遷移元素に含むことはできない。同様にＣｄは４ｄ軌道、Ｈｇは５ｄ軌道が満たされた元素である。
（注）下記に電子軌道が示されています。Ｎｏ２の方の注釈は、Ｃｕも３ｄが１０で満たされているので、ということです。実際にはこのようにＣｕからＺｎに電子が１個増えるのは４ｓで、それを考えると、Ｃｕは遷移金属とは言えないとも言えるのですが、まあそれは考えなくてよいのでしょう。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E9%85%8D%E7%BD%AE

お礼

ありがとうございました。
d軌道に入れないんですね。
参考になりました。

回答No.2

Tacosan

それぞれの電子配置を考えて「遷移元素とどう違うのか」を書けってことなんだろうけど, ついでに「Cu, Ag, Au は遷移元素」ということを念頭に置かないといけないので, 割といやらしい問題のような感じがします.
もっとも, Zn, Cd, Hg を遷移元素に含めることもあったりするので, 本当は「電子配置から説明する」のは無理筋な気もするけど.

お礼

回答ありがとうございます。
化学の教授、おじいさんで…授業の内容もさっぱりなんです。

回答No.1

noname#62864

d軌道に空きがあるかどうかを考えなさいということです。

お礼

回答ありがとうございます。
d軌道にですか…考えてみます。
軌道がどうたらって授業で言ってた気がします。
分からないようでしたら、また聞きます。その際はよろしくお願いします。