제20장 전이원소와 배위화학

목차

1. 전자 배치
2. 전이원소의 성질
3. 전이원소의 산화상태
4. 대표적인 전이원소의 화학
5. 배위 화합물
6. 리간드
7. 배위 화합물의 명명법
8. 이성질체
9. 거울상체와 분자의 손잡이 성질
10. 색깔과 자기적 성질
11. 착물의 결합: 원자가 결합 이론
12. 결정장 리론

본문내용

20.1 전자 배치
위에서처럼 중성 원자가 전자를 잃을 때, 남아 있는 전자는 덜 가로막혀 유효 핵전하 Zeff가 증가한다. 따라서 남아 있는 전자는 핵에 더 강하게 이끌리며 그들의 궤도 함수 에너지는 감소한다. 또한 3d 궤도 함수는 4s 궤도 함수보다 Zeff가 증가하여 에너지가 감소하여 양이온의 3d 궤도 함수는 4s 궤도 함수보다 낮은 에너지를 갖고 결과적으로 모든 원자가 전자는 3d 궤도 함수를 점유하게 된다.

20.2 전이원소의 성질
금속성
1A족, 2A족과 마찬가지로 전성, 연성, 광택이 있고, 열과 전기의 도체이다. 전이금속은 s는 물론 d 전자도 공유하여 강한 금속 결합을 하기 때문에 1A, 2A족보다도 단단하고 높은 녹는점과 끓는점 및 더 큰 밀도를 갖는다.
짝짓지 않은 d 전자의 수가 증가하면 금속 결합이 강하게 되고 녹는점은 높아진다. d 전자쌍이 증가하면 결합이 약하게 되고 녹는점은 낮아진다 (그림 20.2).
그러므로 첫 번째 전이원소 계열에서는 V이 두 번째, 세 번째 계열에서는 6B족인 Mo, W(가장 녹는점이 높은 전이금속)이 가장 녹는점이 높다.

원자 반지름과 밀도
그림 20.3
원자번호가 증가할수록 양성자의 수는 증가하며 증가하는 d 전자가 핵 전하를 부분적으로 가로막기 때문에 유효 핵전하 Zeff는 증가한다. 또한 유효 핵전하가 증가함에 따라 전자는 핵에 더 강하게 이끌리며 원자의 크기는 감소한다.
또한 각 계열의 끝에서는 효율적인 가로막기와 d 궤도함수에 전자쌍이 많아지므로 전자-전자의 반발이 증가하여 원자의 크기가 증가한다.

그림 20.4
란탄계열의 원자에서 원자들의 크기가 예측보다 작아지는 것을 란탄족 수축이라고 한다. 즉, 4f 부껍질이 채워짐으로서 유효 핵전하가 증가하기 때문에 원자의 반지름은 서서히 감소한다.

그림 20.5
전이금속의 밀도는 원자 반지름과 반비례한다. 즉 각 전이원소 계열에서 오른쪽으로 갈수록 처음에는 증가하고 나중에는 감소한다.

참고자료

· 없음