Prechodný prvok

Prechodný prvok alebo prechodný kov je pomenovanie chemického prvku (skupiny prvkov), nachádzajúceho sa v periodickej tabuľke v 3. až 12. skupine, medzi kovmi alkalických zemín a prvkami 13. skupiny. Členovia tejto skupiny zapĺňajú d a f orbitály. Obyčajne sa za prechodné prvky považujú všetky chemické prvky d- a f-bloku periodickej tabuľky, no IUPAC definuje prechodné prvky ako prvky, ktorých atómy alebo chemické zlúčeniny nemajú úplne zaplnené orbitály d, čiže zinok, kadmium a ortuť potom medzi prechodné prvky nepatria. Rozdeľujú sa na:

• hlavné prechodné prvky - prvky obsadzujúce d-orbitály
• vnútorne prechodné prvky - obsadzujúce f-orbitály, ktoré sa ďalej členia na lantanoidy a aktinoidy.

Pomenovanie pochádza z dôb, kedy boli chemici presvečení o tom, že prvky v strede periodickej tabuľky majú prechodné vlastnosti medzi alkalickými kovmi a nekovmi.

Zoznam prechodných prvkov

Vlastnosti

Fyzikálne vlastnosti

Všetky prechodné prvky sú pri izbovej teplote tuhé látky s výnimkou ortuti (tá tuhne pri -38,83 °C), ktoré dobre vedú elektrický prúd a teplo. Ich povrch má kovový lesk, často býva matný z dôvodu pokrytia povrchu vrstvičkou oxidov. Prechodné prvky majú vo všeobecnosti vysokú pevnosť v ťahu, hustotu, teplotu topenia a teplotu varu. Vysoké hodnoty týchto vlastností sú podmienené stabilitou kovovej väzby prechodných prvkov, pričom platí zásada, že čím väčší je počet nespárených elektrónov vo valenčnej vrstve príslušného prvku, tým je stabilita kovovej väzby vyššia. Preto prvky, ktoré sa nachádzajú v strede prechodných radov majú najvyšší počet nespárených elektrónov a tým aj vysoké teploty topenia a varu, vysoké hustoty a pod. Naproti tomu zinok, ortuť a kadmium, kde sú d-orbitály úplne zaplnené (tým pádom aj spárované), majú teploty topenia nižšie, ortuť je dokonca za izbovej teploty kvapalná.

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti prechodných prvkov sa nedajú zovšeobecňovať, nakoľko ich reaktivita závisí od viacerých faktorov, ako stabilita produktov, rýchlosť reakcie, hodnota E° atď. Pre prechodné prvky je však charakteristické vytváranie rôzne sfarbených zlúčenín v rôznych oxidačných číslach, ako aj častá tvorba koordinačných zlúčenín.

Zlúčeniny prechodných prvkov sa môžu vyskytovať v oxidačných číslach od -I až do VIII. Stabilita nízkych oxidačných stupňov je podmienená takou elektrónovou štruktúrou prvku, ktorá umožňuje byť nielen akceptorom elektrónového páru ligandu, ale zároveň aj jeho donorom do prázdneho protiväzbového π-orbitálu. Takmto π-akceptorom je napr. molekula CO, kyanidový anión CN⁻ a. i. Na stabilizovanie vysokého oxidačného stupňa je potrebný atóm s vysokou elektronegativitou ako kyslík a fluór, ktorý dokáže vytvárať polárne väzby, čo vedie k zníženiu elektrónovej hustoty v oblasti atómu príslušného prechodného prvku.

Farebnosť zlúčenín súvisí s neúplne obsadenými d-orbitálmi prechodných prvkov v zlúčenine, ako aj s elektrónovou štruktúrou ostatných atómov. Pekným príkladom sú zlúčeniny mangánu, ktoré v závislosti od oxidačného stupňa mangánu nadobúdajú farby od purpurovej (manganistany) cez zelenú (mangánany), čiernu (oxid manganičitý), fialovú (manganité soli) až po ružovú (mangánaté soli).

Vo vodných roztokoch je reakcia prechodného prvku podmienená hodnotou E°. Kovy s hodnotou E° > 0 nereagujú s kyselinami a nazývajú sa aj ušľachtilé kovy. Patria sem prvky z pravej strany tabuľky, ako zlato, striebro, meď a platinové kovy. Prvky s E° < 0 reagujú s kyselinami za vzniku vodíka, no aj tu sa dajú nájsť výnimky (napr. mangán napriek hodnote Mn²⁺|Mn; E° = −1,18 V s kyselinami reaguje len veľmi pomaly).

Reakčnú rýchlosť ovplyvňuje spôsob mechanického spracovania prechodných prvkov, ako aj kompaktnosť ich povrchu. Nikel alebo chróm s vysoko vylešteným povrchom sú chemicky stále, čo sa využíva v praxi. No niklový prášok je na vzduchu samozápalný a s kyselinami reaguje búrlivo.

Zdroje

• Gažo, J. a kol.: Všeobecná a anorganická chémia, 1981, Alfa, Bratislava

Iné projekty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Prechodný prvok

Chemický portál