소개 :
각 요소에는 4 가지 원리 궤도 (S, P, D 및 F)가 있으며, 요소의 에너지 수준 및 원자가 전자 구성에 따라 채워집니다. 4 개의 궤도 각각은 전자를 유지하는 데 다른 용량을 갖습니다. S- 궤도는 2 개의 전자의 용량을 갖는 반면, 다른 3 개의 궤도는 각각 6, 10 및 14 개의 전자의 용량을 갖는다. S- 궤도는 그룹 1 또는 2에서 요소를 나타내는 데 사용되며, p- 궤도는 그룹 13, 14, 15, 16, 17 또는 18에서 요소를 나타내는 데 사용되며, F- 궤도는 란타니데이드 및 액티 나이드 그룹의 요소를 나타내는 데 사용됩니다. 그러나이 모듈의 주요 초점은 전이 금속의 전자 구성에 있으며, 이는 원자와 분자의 d- 궤도 (d- 블록)에서 찾을 수 있습니다.
.수많은 산화 상태에서 발견되는 능력의 결과로, 전이 금속의 전자 구성은 특히 흥미 롭습니다. 원소가 광범위한 산화 상태를 나타낼 수 있다는 사실에도 불구하고, 이들은 전형적으로 그 요소를 환경에서 가장 안정적으로 만드는 것에 따라 공통 산화 상태를 나타냅니다. 우리는이 모듈에서 첫 번째 전이 금속 행만으로 작업 할 것입니다. 그러나 다른 전이 금속 행은 일반적으로 첫 번째 행과 동일한 패턴을 따릅니다.
전이 금속
Scandium (SC), 티타늄 (TI), 바나듐 (V), 크롬 (CR), 망간 (MN), 철 (FE), 코발트 (CO), 니켈 (NI), 구리 (CU) 및 아연 (Zn)은 전이 금속의 첫 번째 행에서 발견 될 수있는 10 가지 요소입니다.
.전환 금속 궤도를 충전하는
아르곤 (고귀한 가스) 코어는 4S 및 3D 서브 쉘로 구성된 제 1 행 전이 금속의 전자 구성으로 사용됩니다. 이것은 첫 번째 행의 전이 금속에만 적용되기 때문에 다른 행에서 전이 금속에 대한 전자 구성을 작성할 때 수정이 필요합니다. 전이 금속의 첫 번째 줄 이전의 고귀한 가스는 핵심이 될 것이며, 이는 요소 기호 주위에 괄호로 작성 될 것입니다 (예 :[ar]는 전이 금속의 첫 번째 행에 사용됩니다) 전자 구성은 [ar] nsxndx 형식을 따릅니다. 첫 번째 행으로부터의 전이 금속의 경우, 전자 구성은 단순히 [AR] 4SX3DXON 주기성 테이블, 에너지 레벨, "n"은 요소가있는 행 번호를 간단히 살펴보면 결정할 수 있습니다. D- 블록 및 F- 블록을 제외하고 D 블록의 에너지 레벨 "N"은 "N-1"( "N"마이너스 1)이고 F 블록의 "N-2"인 예외가 있습니다. 이 경우, ns x 의 "x" 및 nd x 특정 궤도의 전자 수는 (즉, S- 궤도는 최대 최대 2 개의 전자를 가질 수 있고, p- 궤도는 최대 6 개의 전자를 유지할 수 있고, d- 궤도는 최대 10 개의 전자를 보유 할 수 있으며, F- 궤도는 최대 14 개의 전자를 유지할 수 있음). 요소의 전자 구성을 결정하려고 할 때, 전자 구성을 결정하려는 요소에 도달하기 전에 만난 상자 수를 계산합니다.
.전이 금속의 특성
철, 코발트, 구리 및 아연은 인간 건강에 필수적인 1 열 전이 금속 중 하나입니다. 망간과 철은 인간 건강에 필수적인 1 열 전이 금속 중 하나입니다. 크롬, 바나듐 및 니켈을 포함한 3 개의 1 열 전이 요소가 동물 연구에서 유익한 생물학적 효과를 보여 주었다. 대부분의 경우, 이러한 금속은 다양한식이의 일부 또는 영양 부가 물의 일부로 소비되며 인체에서는 생식과 같은 광범위한 생물학적 활동에 관여하는 세포 기능의 유지를 포함하여 구조적 및 기능적 기능을 모두 수행합니다. 반면에 정상적인 기능은 금속 이온의 수준이 허용 가능한 범위 내에서 유지되어야합니다. 농도가 낮을수록 영양 결핍이 발생할 수 있지만 농도가 높으면 독성이 발생할 수 있습니다. 1 열 요소, 특히 티타늄 및 니켈의 물리적 특성은 또한 새로운 재료 및 합금의 준비에 중요하며, 이는 전반적인 삶의 질을 향상시키는 기술적 장점을 초래합니다. 일부 정의에 따르면, 10 개의 1 열 전이 금속 중 9 개는 밀도가 5.0 g/cm3보다 큰 밀도를 가지고 있으며, 이는“중금속”으로 간주됨을 나타냅니다. 그러나이 정의는 일부에 의해 일반적으로 사용된다는 사실에도 불구하고 화학자들은 이에 동의하지 않습니다. 이 정의는 주로이 정의가 금속의 화학적 특성보다는 금속의 밀도를 기반으로하기 때문입니다. 또한, 카드뮴 및 수은과 같은 금속의 독성뿐만 아니라 "중금속"이라는 용어와 관련된 부정적인 의미는 모든 생물의 생존에 5 개의 1 열 전이 요소가 필요하다는 사실과 완전히 대조적입니다. 화학적 특성에 기초하여, 모호한 용어 "중금속"의보다 간결한 정의가 개발 될 수 있으며, 4 개 이상의 그룹 3에서 16 그룹의 금속 블록을 포함 할 것이다. "중금속"의이 정의에는 1 열 요소가 아니라 주기성 테이블의 두 번째 및 세 번째 행에서 금속 만 전이합니다. 그러나이 정의조차도 논쟁의 여지가 있습니다. 그러나 가장 중요한 1 열 전이 금속 5 개는 문헌에서 제안한 것처럼 독성 "중금속"이 아닙니다.
.결론 :
모든 1 열 전이 금속은 주변 환경에 매우 민감한 화학을 가지고 있습니다. 물이 존재하기 때문에, 각각의 금속 이온은 동일한 수의 수화 된 이온으로 변형되어, 대사 산물, 단백질 및 기타 생물학적 성분의 존재에 의해 지시되는 pH 및 농도 의존적 화학을 겪는다. 세포에서, 산화 환원 활성 금속 이온은 일반적으로 가정되는 바와 같이 자유 이온으로 존재하지 않는다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 이는 이들 금속이 종속 화학으로 알려진 공정을 거치게되며, 이는 금속 이온의 산화 상태, 주변 환경의 pH, 이온 강도 및 생물학적 분자와의 금속 복합체의 안정성에 의해 제어됩니다. 특정 조건에 따르면, 몇몇 금속 이온은 수용액에서 다핵 종을 형성하고, 결과적으로, 많은 활성과 기능은 선형이 아니지만 생체 분자와의 농도 및 상호 작용에 매우 민감 할 것이다. 시스템에서 구성 요소의 식별이 생물학에서 잘 이해되지 않은 프로세스를 비축한다는 것이 분명해지면, 전형적인 종 분화 화학에 대한 감사는 기하 급수적으로 증가한다.
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