遷移元素のイオン

質問

遷移元素のチタンにはTi価数２，３，４のチタンイオンが存在するのでしょうか？？また銅Cuについても価数１，２の銅イオンが存在するのでしょうか？？

回答No.1

ichiro-hot · ベストアンサー

●銅については前問で答えました。
Ｔｉは原子番号２２番ですね。電子配置は？

次の？を考えてみてください。
１９Ｋ・・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（１）
２０Ｃａ・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（２）
２１Ｓｃ・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（？）Ｎ（？）
２２Ｔｉ・・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（？）Ｎ（？）

Ｓｃから遷移金属という部類の元素が始まります。その名前の由来と関係が有ります。一度Ｎ殻が２個入ったところでもう一度Ｍ殻に戻って電子が増えていきます。つまり答えは，
１９Ｋ・・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（１）
２０Ｃａ・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（２）
２１Ｓｃ・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（９）Ｎ（２）
２２Ｔｉ・・・・・Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（１０）Ｎ（２）
それで、Ｔiは近くの元素で一番安定な１８Ar型の電子配置Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（０）になろうとすると、
Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（１０）Ｎ（２）→Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（１０）Ｎ（０）；２個を捨てる；２価
Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（１０）Ｎ（２）→Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（９）Ｎ（０）；３個を捨てる；３価
Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（１０）Ｎ（２）→Ｋ（２）Ｌ（８）Ｍ（８）Ｎ（０）；４個を捨てる；４価
という可能性がでてきますね。５個以上になると電子を取るためのエネルギーが極端に大きくなってしまい、５価になることは有りません。
　それから、N殻の１個を捨てるというのは残ったN殻１個の状態が不安定なので、考えなくても良いわけです。（不安定でよければ化合物は作れるかもしれませんが、すぐに２価のイオンになってしまので通常存在しないと考えればよいのです。このあたりになると化合物の「安定度」も考えに入れた話になります。）

　Sｃ～CuまでM殻が９個～１７個まで増えていきます。このように最外殻は２このままで、内側が増えていきますが、最外殻がずべて２個のときが都合が良いので、ほとんど似た元素が９個並ぶことになります。（ほとんどが２価のイオンになりますね。）

　この仲間は「内殻に完全に詰まっていない電子殻を持つ仲間」として『遷移金属』＝＜性質の似ている元素が横に並び、少しずつ移り変わっていく金属元素＞という名前がつけられているのです。

　ついでに、３０Znは遷移金属に入れない定義になっています。亜鉛はM殻が１８個になって、「内殻が詰まってしまっている」ので「内殻に完全に詰まっていない電子殻を持つ仲間」には入らないからです。