الفلزات الانتقالية

ما الذي يجعل الفلز انتقاليًا

تشغل الفلزات الانتقالية المجموعات من 3 إلى 12، وهي الكتلة الوسطى العريضة من الجدول الدوري. وعند التحرك عبر الدورة يضيف كل عنصر إلكترونًا إلى مستوى فرعي داخلي هو d بدلًا من الغلاف الخارجي. وهذا الامتلاء الداخلي هو ما منح الكتلة اسمها: فهي تمثل الانتقال بين فلزات الفئة s النشطة على اليسار والفئة p على اليمين.

ولأن طاقة إلكترونات d قريبة من طاقة الإلكترونات الخارجية، يستطيع كثير من الفلزات الانتقالية فقدان أعداد مختلفة من الإلكترونات. فالحديد يكوّن أيونات 2+ و3+ معًا، وللمنغنيز حالات مستقرة تمتد من +2 إلى +7. وهذه المرونة هي المحرك لجزء كبير من كيميائها.

لماذا مركباتها زاهية الألوان

عندما ترتبط ذرات أخرى بأيون فلز انتقالي، فإنها تفصل طاقات مداراته d بعضها عن بعض. فتستطيع الإلكترونات عندئذ القفز بينها بامتصاص ألوان معينة من الضوء المرئي، ونرى نحن الألوان المتبقية. ولهذا تكون كبريتات النحاس زرقاء، وبرمنغنات البوتاسيوم بنفسجية داكنة، ومركبات الكروم صفراء أو برتقالية أو خضراء. وألوان الياقوت والزمرد والياقوت الأزرق كلها مصدرها آثار ضئيلة من فلزات انتقالية.

عوامل حفازة تدير الصناعة

قدرة الفلزات الانتقالية على تغيير حالة أكسدتها وعلى ربط جزيئات أخرى بأسطحها تجعلها عوامل حفازة ممتازة، فهي تسرّع التفاعلات دون أن تُستهلك.

• الحديد: عملية هابر التي تنتج الأمونيا للأسمدة وتُطعم نحو نصف سكان العالم
• البلاتين والبلاديوم والروديوم: المحولات الحفازة التي تنقّي عوادم السيارات
• النيكل: هدرجة الزيوت النباتية
• الفاناديوم: عملية التلامس لإنتاج حمض الكبريتيك

أصحاب الأرقام القياسية

تضم الفلزات الانتقالية أقصى حدود عالم الفلزات. فللتنغستن أعلى درجة انصهار بين الفلزات، 3,422 °C. والأوزميوم أعلى العناصر الطبيعية كثافة، يليه الإيريديوم عن قرب. والفضة توصل الكهرباء والحرارة أفضل من أي عنصر آخر. وعلى الطرف الآخر، الزئبق هو الفلز الوحيد السائل في درجة حرارة الغرفة.

فلزات الحضارة

كان الذهب والفضة والنحاس من أول الفلزات التي استخدمها البشر، وقد سُمّي العصران البرونزي والحديدي باسم تقنيات قائمة على فلزات انتقالية. وما زال الفولاذ، وهو سبيكة من الحديد مع كميات صغيرة من الكربون وغالبًا الكروم أو النيكل أو الفاناديوم، العمود الفقري للمباني والجسور والآلات. ويجعل التيتانيوم الطائرات والغرسات الطبية خفيفة ومتينة، بينما يحمي الزنك الفولاذ من الصدأ بالجلفنة.