ธาตุแทรนซิชัน (transition element) คือ ธาตุที่อยู่ในช่วงคาบที่ 3-12 ของตารางธาตุ โดยธาตุทรานซิชันจะมีสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย เนื่องจากมีอิเล็กตรอนอยู่หลายระดับพลังงาน
สมบัติทางกายภาพของธาตุแทรนซิชัน
ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีสมบัติทางกายภาพดังต่อไปนี้
- เป็นโลหะ ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่เป็นโลหะ จึงมีความเป็นมันวาว เป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี
- มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เนื่องจากอะตอมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบ d-orbital ซึ่งทำให้อะตอมมีแรงดึงดูดระหว่างอะตอมสูง
- มีสี ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีสี เนื่องจากอะตอมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบ d-orbital ซึ่งทำให้อะตอมดูดซับแสงในช่วงคลื่นที่มองเห็นได้
- มีสมบัติแม่เหล็ก ธาตุแทรนซิชันบางชนิดมีสมบัติแม่เหล็ก เนื่องจากอะตอมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบ d-orbital ซึ่งทำให้อะตอมมีสนามแม่เหล็ก
สมบัติทางเคมีของธาตุแทรนซิชัน
ธาตุแทรนซิชันส่วนใหญ่มีสมบัติทางเคมีดังต่อไปนี้
- มีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า เนื่องจากธาตุแทรนซิชันมีอิเล็กตรอนในวงโคจร d-orbital ซึ่งสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนได้หลายตัว
- เกิดสารประกอบเชิงซ้อนได้ง่าย ธาตุแทรนซิชันสามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับโมเลกุลหรือไอออนอื่นๆ โดยอะตอมแทรนซิชันจะทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของสารประกอบเชิงซ้อน
- เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันได้ง่าย ธาตุแทรนซิชันสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันได้เนื่องจากมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า
สาเหตุที่ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย
สาเหตุที่ธาตุแทรนซิชันมีสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย เนื่องจากธาตุแทรนซิชันมีอิเล็กตรอนในวงโคจร d-orbital ซึ่งสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนได้หลายตัว ส่งผลให้ธาตุแทรนซิชันมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า และสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันได้ง่าย นอกจากนี้ การจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบ d-orbital ของธาตุแทรนซิชันยังส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพของธาตุแทรนซิชันอีกด้วย
ตัวอย่างของธาตุแทรนซิชัน
ธาตุแทรนซิชันที่พบได้บ่อย ได้แก่ เหล็ก (Fe), ทองแดง (Cu), โครเมียม (Cr), นิกเกิล (Ni), ทองคำ (Au), เงิน (Ag) เป็นต้น
ประโยชน์ของธาตุแทรนซิชัน
ธาตุแทรนซิชันมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา ตัวอย่างเช่น
- เหล็ก ใช้ทำเหล็กกล้า ซึ่งใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องจักรและโครงสร้างต่างๆ
- ทองแดง ใช้ทำสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ
- โครเมียม ใช้ทำผิวเคลือบโลหะ เพื่อให้มีความทนทานและสวยงาม
- นิกเกิล ใช้ทำแบตเตอรี
- ทองคำ ใช้ทำเครื่องประดับและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- เงิน ใช้ทำเครื่องประดับและอุปกรณ์การแพทย์
สรุป
ธาตุแทรนซิชันเป็นธาตุที่มีสมบัติทางเคมีที่หลากหลาย เนื่องจากมีอิเล็กตรอนในวงโคจร d-orbital ซึ่งส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของธาตุแทรนซิชัน ธาตุแทรนซิชันมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรามากมาย