الكيمياء - الصف الثالث الثانوي
الباب الأول: العناصر الانتقالية
عناصر السلسلة الانتقالية الأولى والأهمية الاقتصادية
استكشاف التوزيع الإلكتروني وحالات التأكسد لعناصر السلسلة الانتقالية الأولى (من السكانديوم إلى الخارصين)، مع دراسة متعمقة لأهميتها الاقتصادية واستخداماتها التكنولوجية والطبية.
أولاً: موقع السلسلة الانتقالية الأولى وتوزيعها الإلكتروني
تقع عناصر السلسلة الانتقالية الأولى في الدورة الرابعة من الجدول الدوري، ويتتابع فيها امتلاء المستوى الفرعي 3d بالإلكترونات من (1 إلى 10)، وتقع بعد عنصر الكالسيوم (20Ca):
[Ar]18 4s1-2 3d1-10
حالتا الشذوذ في التوزيع الإلكتروني:
- عنصر الكروم (24Cr): [Ar] 4s1 3d5 (حيث يكون المستوى الفرعي d نصف ممتلئ، مما يعطي الذرة استقراراً وطاقة أقل).
- عنصر النحاس (29Cu): [Ar] 4s1 3d10 (حيث يكون المستوى الفرعي d تام الامتلاء، مما يحقق أقصى حالات الاستقرار النسبي للذرة).
ثانياً: الأهمية الاقتصادية لعناصر السلسلة
| العنصر | الرمز والعدد الذري | أبرز الاستخدامات والسبائك الهامة |
|---|---|---|
| السكانديوم | 21Sc | سبيكة (Sc-Al) لصناعة طائرات الميج المقاتلة لخفتها وصلابتها، ومصابيح أبخرة الزئبق للتصوير التلفزيوني الليلي. |
| التيتانيوم | 22Ti | زراعة الأسنان والمفاصل الصناعية (لأن الجسم لا يلفظه ولا يسبب تسمماً)، وسبيكة (Ti-Al) للمركبات الفضائية لثبات متانته بالحرارة. |
| الفاناديوم | 23V | سبيكة الفاناديوم مع الصلب لزنبركات السيارات لصلابتها ومقاومتها للتآكل، وخامس أكسيد الفاناديوم (V2O5) كعامل حفاز. |
| الكروم | 24Cr | طلاء المعادن ودباغة الجلود؛ لمقاومته لفعل العوامل الجوية بسبب تكون طبقة غير مسامية من الأكسيد على سطحه. |
| المنجنيز | 25Mn | سبيكة مع الحديد لخطوط السكك الحديدية (أصلب من الصلب)، وسبيكة مع الألومنيوم لعبوات المشروبات الغازية لمقاومة التآكل. |
| الحديد | 26Fe | الخرسانات المسلحة، ومدافع وبنادق، وجراحة، وعامل حفاز في تحضير النشادر (هابر-بوش) وتحويل الغاز المائي لوقود سائل (فيشر-تروبش). |
| الكوبالت | 27Co | المغناطيسات والبطاريات الجافة للسيارات الحديثة، ونظيره المشع (كوبالت-60) لحفظ الأغذية والكشف عن الأورام الخبيثة. |
| النيكل | 28Ni | بطاريات النيكل-كادميوم القابلة لإعادة الشحن، وسبيكة النيكل-كروم لملفات التسخين، والنيكل المجزأ لهدرجة الزيوت. |
| النحاس | 29Cu | كابلات الكهرباء لتوصيله الفائق، وسبيكة البرونز (نحاس وقصدير)، ومحلول فهلنج للكشف عن سكر الجلوكوز. |
| الخارصين | 30Zn | جلفنة باقي الفلزات لحمايتها من الصدأ، وأكسيد الخارصين (ZnO) في الدهانات والمطاط ومستحضرات التجميل. |
ثالثاً: تدريبات تفاعلية في الكيمياء
اختر الإجابة الصحيحة ثم اضغط على زر التحقق لمعرفة النتيجة:
التعليقات والمناقشة