डी ब्लॉक तत्वों के तत्वों और यौगिकों के गुण और प्रतिक्रियाएं - सत्र 1

संक्रमण तत्व रासायनिक तत्वों का एक समूह है जो आवर्त सारणी के मध्य में पाया जाता है। इन्हें संक्रमण धातु भी कहा जाता है क्योंकि इनमें अद्वितीय गुण होते हैं जो इन्हें एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण करने में सक्षम बनाते हैं। वे एस और पी ब्लॉक तत्वों के बीच रहते हैं। संक्रमण तत्वों में d ब्लॉक तत्व और f ब्लॉक तत्व शामिल हैं। d ब्लॉक तत्वों में अंतिम इलेक्ट्रॉन d कक्षक में प्रवेश करता है। f ब्लॉक तत्वों में अंतिम इलेक्ट्रॉन f कक्षक में प्रवेश करता है। डी ब्लॉक संक्रमण तत्वों के कुछ उदाहरणों में लोहा, तांबा, निकल और जस्ता शामिल हैं।

संक्रमण तत्वों का सबसे महत्वपूर्ण गुण उनकी विभिन्न आवेशों वाले आयन बनाने की क्षमता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके सबसे बाहरी ऊर्जा स्तर पर इलेक्ट्रॉन होते हैं जो परमाणु से कसकर बंधे नहीं होते हैं। ये इलेक्ट्रॉन आसानी से खोये या प्राप्त किये जा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप भिन्न-भिन्न आवेश वाले विभिन्न आयनों का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, टिल्लुरियम विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं वाले आयन बना सकता है। यह बन सकता है Ti⁺³और Ti⁺⁴ ionआयनों।

डी ब्लॉक तत्व, जिन्हें संक्रमण धातु भी कहा जाता है, अपनी उत्प्रेरक गतिविधि के लिए जाने जाते हैं। इसका मतलब यह है कि वे बिना खाए ही रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकते हैं। इसका एक उदाहरण हैबर प्रक्रिया में लोहे का उपयोग। हेबर प्रक्रिया का उपयोग नाइट्रोजन और हाइड्रोजन गैसों से अमोनिया बनाने के लिए किया जाता है। लोहा प्रतिक्रिया को तीव्र करने के लिए उत्प्रेरक का काम करता है। यह प्रतिक्रिया को अन्यथा अपेक्षित तापमान और दबाव से कम पर होने देता है।

डी-ब्लॉक तत्वों में उनके अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण उत्प्रेरक गतिविधि होती है। इनमें आंशिक रूप से भरे हुए d-ऑर्बिटल्स होते हैं, जो इन्हें अन्य अणुओं के साथ अस्थायी बंध बनाने की अनुमति देते हैं। यह गुण उन्हें अन्य अणुओं के साथ अंतःक्रिया करने तथा प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा को कम करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुगम बनाने में सक्षम बनाता है। इसके अतिरिक्त, d-ब्लॉक तत्वों में प्रायः एकाधिक ऑक्सीकरण अवस्थाएं होती हैं। यह गुण उन्हें रेडॉक्स अभिक्रियाओं में विशेष रूप से प्रभावी बनाता है।

समन्वय परिसर ऐसे अणु होते हैं जिनमें एक केन्द्रीय धातु परमाणु या आयन होता है जो अन्य अणुओं या आयनों से घिरा होता है जिन्हें लिगैंड कहते हैं। इन्हें समन्वय यौगिक के नाम से भी जाना जाता है। समन्वयन संकुल संक्रमण धातुओं द्वारा निर्मित होते हैं। लिगैंड धातु आयन के साथ समन्वय बंध बनाते हैं। समन्वय परिसर का एक उदाहरण है [Fe(H₂O)₆]⁺²। इसमें एक Fe⁺²ionकेंद्र में छह से घिरा हुआ H₂Oअणु।

जल के अणु लौह आयन के साथ समन्वय बंध बनाते हैं, तथा लौह को एक जोड़ी इलेक्ट्रॉन प्रदान करके एक स्थिर परिसर बनाते हैं। किसी समन्वय संकुल में धातु आयन की समन्वय संख्या, केन्द्रीय धातु आयन के चारों ओर उपस्थित लिगैंडों की संख्या होती है। लोहे की समन्वय संख्या [Fe(H₂O)₆]⁺²छः है। ऐसा इसलिए है क्योंकि केन्द्रीय लौह आयन छह जल लिगैंडों से घिरा हुआ है।

जैसा कि हम जानते हैं कि लिगैंड वे अणु या आयन होते हैं जो केन्द्रीय धातु आयन को घेर लेते हैं तथा उसके साथ समन्वय सहसंयोजक बंध बनाते हैं। एक लिगैंड एक से अधिक समन्वय सहसंयोजक बंध बना सकता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि लिगैंड कितने एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म का दान कर सकता है। जब कोई लिगैंड केवल एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म दान कर सकता है, तो उसे मोनोडेंटेट लिगैंड कहा जाता है। मोनोडेंटेट लिगैंड का एक उदाहरण अमोनिया है।

जब एक लिगैंड दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म दान करके केन्द्रीय धातु आयन के साथ दो समन्वय सहसंयोजक बंध बना सकता है, तो उसे द्विदंतुक लिगैंड कहा जाता है। बिडेंटेट लिगैंड का एक उदाहरण एथिलीनडायमीन है। जैसा कि हम देख सकते हैं कि एथिलीनडायमीन के एक अणु में दो एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म होते हैं। एथिलीनडायमीन दो के माध्यम से समन्वय करता है NH₂केंद्रीय कॉपर आयन के साथ bis−(ethylenediamine)cuprate(II)जटिल। इसलिए यह एक द्विदंतीय लिगैंड है।

जब कोई लिगैंड केन्द्रीय धातु आयन के साथ सहसंयोजक बंध बनाने के लिए दो से अधिक एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म दान कर सकता है, तो उसे पॉलीडेंटेट लिगैंड कहा जाता है। पॉलीडेन्टेट लिगैंड का एक उदाहरण एथिलीनडायमीनेटेट्राएसीटेट है। एथिलीनडायमीनेटेट्राएसीटेट में छह समन्वय स्थल होते हैं। यह एक पॉलीडेंटेट लिगैंड है.

जब द्विदंतीय या बहुदंतीय लिगंड किसी धातु आयन के साथ संयोजित होता है तो बनने वाले संकुल को कीलेट कहते हैं। कीलेट के निर्माण की प्रक्रिया को केलेशन कहा जाता है। वह लिगैंड जो कीलेट बनाता है उसे कीलेटिंग लिगैंड कहते हैं। बाइडेंटेट और पॉलीडेंटेट लिगैंड को कीलेटिंग लिगैंड कहा जाता हैउदाहरण के लिए, bis−(ethylenediamine)cuprate(II) ionएक कीलेट है। यह तब बनता है जब दो एथिलीनडायमीन अणु कॉपर आयन से जुड़ते हैं। एथिलीनडायमीन एक द्विदंतीय लिगैंड है.

डी ब्लॉक तत्वों के ऑक्साइड धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था के आधार पर अम्लीय या क्षारीय या उभयधर्मी प्रकृति प्रदर्शित कर सकते हैं। यदि धातु ऑक्साइड में धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था कम है, तो धातु ऑक्साइड प्रकृति में क्षारीय है। उदाहरण के लिए, मैंगनीज ऑक्साइड MnOप्रकृति में बुनियादी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था MnOधनात्मक दो है। यह मैंगनीज की सबसे निम्न ऑक्सीकरण अवस्था है.

यदि धातु ऑक्साइड में धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था उच्च है, तो धातु ऑक्साइड अम्लीय प्रकृति का होता है। उदाहरण के लिए, मैंगनीज हेप्टोक्साइड Mn₂O₇प्रकृति में अम्लीय है। ऐसा इसलिए है क्योंकि मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था Mn₂O₇सकारात्मक सात है। यह मैंगनीज की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था है। क्या आप पहचान सकते हैं कि वैनेडियम का कौन सा ऑक्साइड अधिक अम्लीय होगा? वैनेडियम मोनोऑक्साइड VOया वैनेडियम पेंटाऑक्साइड V₂O₅?

यदि धातु ऑक्साइड में धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था इसकी न्यूनतम और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच मध्यवर्ती है, तो धातु ऑक्साइड उभयधर्मी प्रकृति का होता है। उदाहरण के लिए, मैंगनीज डाइऑक्साइड MnO₂उभयधर्मी प्रकृति का है। इसका अर्थ यह है कि यह अम्ल तथा क्षार दोनों रूपों में व्यवहार कर सकता हैऐसा इसलिए है क्योंकि मैंगनीज की ऑक्सीकरण अवस्था MnO₂धनात्मक चार है। यह मैंगनीज की न्यूनतम और उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच मध्यवर्ती है.