عناصر السلسلة الانتقالية الأولى
الجزء الأول من الباب الأول " الكيمياء"
مقدمة:-
هذا المقال يمكنك منه معرفة أهم النقاط في " عناصر السلسله الانتقالية الأولى " بشكل مُبسط و يمكنك في النهاية تحميل ملف pdf به ملخص للشرح .
الجدول الدوري الحديث:-
يتكون الجدول الدوري من 18 مجموعة و 7 دورات و يحتوي على 118 عنصر يتم تقسيمهم في فئات ( s - p - d - f ) كل فئة تختلف عن الأخري في الخصائص و العدد . 
عناصر الفئة ( s )
تتكون من 14 عنصر و تسمى عناصر ممثلة و هي الأكثر نشاطاً ، كما أن كلها عناصر فلزية و بها مجموعتان ( 1A - 2A ) ، و موجودة على يسار الجدول .
عناصر الفئة ( p )
تتكون من 36 عنصر و تسمى عناصر ممثلة أيضاً و تحتوي على فلزات و لافلزات و أشباه فلزات و بها 6 أعمدة أو مجموعات ( 3A - 4A - 5A - 6A - 18 ) و أهمهم المجموعة 18 ، فهي مجموعة بها الغازات الخاملة ، موجودة على يمين الجدول.
عناصر الفئة ( f )
تتكون من دورتان ( اللانثانيدات و الأكتينيدات ) و 14 عمود ، كلها عناصر انتقالية خارجية ، موجودة في أسفل الجدول.
الفئة "d" :-
تقع الفئة "d" في منتصف الجدول الدوري الحديث و تتكون من أربع دورات و عشر أعمدة .
الدورات في الفئة "d" تسمي السلاسل الانتقالية ( الأولي و الثانية و الثالثة و الرابعة ) و تتكون الفئة "d" من ثمانية مجموعة ( 3B - 4B - 5B - 6B - 7B - 8 - 1B - 2B ) كل مجموعة بها عمود واحد ماعدا المجموعة "8" تحتوي علي ثلاث أعمدة ؛ لأن التشابه الأفقي في هذه المجموعة أكبر من التشابه الرأسي . تحتوي الفئة "d"علي 40 عنصر منها 36 عنصر إنتقالي و 4 عناصر غير إنتقالي هي المجموعة "2B" .
السلاسل الانتقالية:-
1- السلسلة الانتقالية الأولى ينتهي فيها توزيع العناصر ب( 4s 3d ) و تتواجد في الدورة الرابعة.
2- السلسلة الانتقالية الثانية ينتهي فيها توزيع العناصر ب( 5s 4d ) و تتواجد في الدورة الخامسة.
3- السلسلة الانتقالية الثالثة ينتهي فيها توزيع العناصر ب( 6s 5d ) و تتواجد في الدورة السادسة.
4- السلسلة الانتقالية الرابعة ينتهي فيها توزيع العناصر ب ( 7s 6d ) و تتواجد في الدورة السابعة.
السلسلة الانتقالية الأولى:-
تبدأ عناصر السلسلة الانتقالية الأولى بالسكانديوم ( Sc ) و ينتهي توزيعه ب( 4s² 3d¹ )
و عددن الذري 21 ، حتي نصل في نهاية السلسلة إلي الخارصين ( Zn ) و عدده الذري 30 و ينتهي توزيعه ب(4s² 3d¹⁰).
العنصر الانتقالية: هو العنصر الذي يكون فيه الأوربتالات ( d ) أو ( f ) مشغولة و لكنها غير تامة الإمتلاء سواء في الحالة الذرية أو في أي حالة من حالات التأكسد ، يوجد حوالي 64 عنصر إنتقالي
العنصر غير الانتقالية: هو عنصر تكون فيه الأوربيتالات ( d ) أو ( f ) تامة الإمتلاء ، يوجد حوالي 54 عنصر غير إنتقالي.
قواعد توزيع الالكترونات:-
1- مبدأ الاستبعاد لباولي: لا يتفق إلكترونان في ذرة واحدة في نفس اعداد الكم الأربعة.
2- مبدأ البناء التصاعدي : يمتلئ مستويات الطاقة الفرعية المنخفضه أولا ثم الأعلي.
3- قاعدة هوندا: يتم توزيع الالكترونات داخل الأوربيتالات فرادي ثم تبدأ بالإزدواج .
التركيب الالكتروني و حالات التأكسد:-
حالات التأكسد:-
1- ( Sc ) السكانديوم : ( 3+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 1 )
2- ( Ti ) التيتانيوم: ( 2+ - 4+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 2 )
3- ( V ) الڤانديوم : ( 2+ - 5+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 3 )
4- ( Cr ) الكروم : ( 2+ - 6+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 6 )
5- ( Mn ) المنجنيز: ( 2+ - 7+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 5 )
6- ( Fe ) الحديد : ( 2+ / 3+ / 6+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 4 )
7- ( Co ) الكوبلت : ( 2+ - 4+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 3 )
8- ( Ni ) النيكل : ( 2+ - 4+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 2 )
9- ( Cu ) النحاس: ( 1+ - 2+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 1 )
10- ( Zn ) الخارصين : ( 2+ ) و عدد الالكترونات المفردة ( 0 )
حالات التأكسد الأكثر استقرارا:-
1- ( Sc ) السكانديوم : ( 3+ ) 
2- ( Ti ) التيتانيوم: ( 4+ )
3- ( V ) الڤانديوم : ( 5+ )
4- ( Cr ) الكروم : ( 6+ )
5- ( Mn ) المنجنيز: ( 2+ / 7+ )
6- ( Fe ) الحديد : ( 3+ )
7- ( Co ) الكوبلت : ( 4+ )
8- ( Ni ) النيكل : ( 5+ )
9- ( Cu ) النحاس: ( 2+ )
10- ( Zn ) الخارصين : ( 2+ )
حالات التأكسد الأكثر شيوعاً:-
1- ( Sc ) السكانديوم : ( 3+ )
2- ( Ti ) التيتانيوم: ( 4+ )
3- ( V ) الڤانديوم : ( 5+ )
4- ( Cr ) الكروم : ( 3+ )
5- ( Mn ) المنجنيز: ( 4+ )
6- ( Fe ) الحديد : ( 3+ )
7- ( Co ) الكوبلت : ( 2+ )
8- ( Ni ) النيكل : ( 2+ )
9- ( Cu ) النحاس: ( 2+ )
10- ( Zn ) الخارصين : ( 2+ )
جهد التأين:-
هي الطاقة اللازمة لفصل أقل الالكترونات ارتباطا بالنواة و يزداد تدريجياً.
1- جهد التأين الأول: يزداد تدريجياً.
2- جهد التأين الثاني: يزداد تدريجياً باستثناء Mn < Cr
3- جهد التأين الثالث: يزداد تدريجياً باستثناء Fe < Mn
خواص عناصر السلسلة الانتقالية الأولى:-
1- الخاصية الفلزية: قابل للطرق و السحب و التشكيل ، و ارتفاع درجة الانصهار و الغليان، أعلي عنصر في درجة انصهار هو ( Cr ) الكروم لأنه يحتوي على أكبر عدد من الالكترونات المفردة ( 6 ) .
2- الكتلة الذرية: تزداد تدريجياً بزيارة العدد الذري و يشذ عنها النيكل ( Ni )، لأن النيكل له خمس نظائر مستقرة و المتوسط الحسابي لها هو 58.7 و هي أقل من الكتلة الذرية الكوبلت ( Co ).
3- نصف القطر : يقل نصف من السكانديوم ( Sc ) ، حتي يصل إلى الكروم ( Cr ) ثم يثبت نسبياً حتى نصل إلى النحاس ( Cu) و يبدأ في الزيادة حتي الخارصين ( Zn ) .
4- الكثافة: معظم عناصر السلسله الانتقالية الأولى مرتفعة الكثافة ، و تزداد تدريجياً بانتظام.
5- النشاط الكيميائي: أشعد العناصر نشاط كيمياء هو السكانديوم ( Sc ) حيث يتفاعل مع الماء البارد و الساخن و يبدأ في النقصان تدريجياً ، فالحديد ( Fe ) يتفاعل مع الماء البارد فقط ، حتي نصل إلى النحاس ( Cu ) لا يتفاعل مع الماء في الظروف العادية.
6- الخاصة المغناطيسية :-
1- بارا مغناطيسية: هي عناصر فيها الكترونات مفردة في أُوربيتالات المستوي الفرعي ، و العزم المغناطيسي= عدد الالكترونات المفردة ، تنجزب للمغناطيس .
2- دايا مغناطيسية: هي عناصر فيها الالكترونات في حالة ازدواج في أُوربيتالات المستوي الفرعي ، و العزم المغناطيسي= 0 و تتنافر مع المغناطيسي.
7- الخاصة الملونة: معظم مركبات العناصر الإنتقاليه و محاليلها المائية ملونة، تظهر باللون المتمم للون الممتص و العكس .
اللون الممتص " برتقالي " اللون المتمم " أزرق ".
اللون الممتص " أحمر " اللون المتمم " أخضر ".
اللون الممتص " أصفر " اللون المتمم " بنفسجي ".
الخاصة الملونة تظهرعلي المحاليل المائية و الأيونات التي يوجد بها الكترونيات في المستوى الفرعي ( nd ).
هناك بعض المركبات لا تتبع القاعدة ، فهي أيوناتها لا تحتوي علي الكترونات مفردة لأنها تتبع نظرية انتقال الشحنة مثل ( V²O⁴ أصفر - KMnO⁴ بنفسجي - K²Cr²O⁷ برتقالي ). 
8- النشاط الحفزي: تعتبر عناصر السلسلة الانتقالية الأولى عوامل حفازة مثالية، لأنها تعمل علي تقليل طاقة التنشيط، يكون التفاعل طارد للحرارة اذا كان طاقة الناتج أقل من طاقة المتفاعلات - و يكون التفاعل ماص للحرارة اذا كان طاقة الناتج أكبر من طاقة المتفاعلات.
الأهمية الاقتصادية لعناصر السلسلة الانتقالية الأولى:-
1- السكانديوم ( Sc ) : نادر الوجود في القشرة الأرضية و متواجد في نطاق واسع و شديد النشاط ، لونه أبيض فضي ، خفيف الوزن ، كل مركباته دايا و غير ملونة ، الرابطة الفلزية قوية ، أعلي عناصر السلسله في درجة الغليان يتميز بالصلابة و الخفة يستخدم في صناعة الدرجات الرياضية و مضارب البيسبول.
السبائك : ( Sc \ Al ) يتميز بالصلابة و الخفة الشديدة و يستخدم في صناعة الطائرات الحربية.
( Sc \ Ag ) يتميز بضوء عالي الكفاءة و يستخدم في صناعة مصابيح التصوير التلفزيوني.
2- التيتانيوم ( Ti ) : يحافظ على متانة عالية في درجات الحرارة المرتفعة ، يشبه الصلب لكنه أخف منه ، غير سام لا يلفظه الجسم ، يستخدم في زراعة الأسنان و المفاصل الصناعية.
السبائك: ( Ti / Al ) يحافظ على متانة عالية ، ويستخدم في صناعة الطائرات و مركبات الفضاء.
المركبات: ( TiO² ) يستخدم في مستحضرات التجميل الخاصة بالبشرة؛ لأنه يحمي الجسم من الأشعة فوق البنفسجية.
3- الڤانديوم ( V ): قاسي يتحمل الصدمات .
السبائك: ( V )+( C / Fe ) الڤانديوم مع الصلب تتميز بالقساوة العالية، و يستخدم في صناعة زنبركات السيارات.
المركبات:( V²O⁵ ) لونه أصفر ، يستخدم كصبغتين ( الزجاج و السيراميك ) و عامل حفاز في تحضير حمضين ( الكبريتيك بطريقة التلامس و حمض البنزويك ) و مغناطيسات عالية التوصيل.
4- الكروم ( Cr ): الأعلي درجة انصهار ، شديد النشاط لكنه خامل كميائيا ، يستخدم في دباغة الجلود و طلاء الفلزات ( جنوط السيارات ).
المركبات: ( Cr2O3 ) يستخدم في صناعة الأصباغ ، ( K²Cr²O⁷ ) يستخدم كعامل مؤكسد .
5- المنجنيز ( Mn ) : هش لا يصلح للاستخدام.
السبائك : ( Mn / Al ) سبيكة مقاومة للصدأ و التأكل ، ( Mn / Fe ) سبيكة أصلب من الصلب .
المركبات: ( MnSO⁴ ) مبيد للفطريات ، ( MnO2 ) عامل حفاز في تحضير ( H²O² ) و عامل مؤكسد في البطاريات الجافه، ( KMnO⁷ ) يستخدم كعامل مؤكسد و كمادة مطهرة و لونه بنفسجي.
6- الحديد ( Fe ): يحتل المركز الأول وفرة في القشرة الأرضية في عناصر السلسلته ، و يحتل المركز الرابع بعد ( الأكسجين و السليكون و الألومنيوم ) في الجدول الدوري ، قابل للتمغنط.
يستخدم في صناعة الخرسانة المسلحة و الادوات الجراحة و أبراج الكهرباء و المدافع و السكاكين،
و عامل حفاز في صناعة غاز النشادر بطريقة ( هابر - بوش ) ، و عامل حفاز في تحويل الغاز المائي الي وقود سائل بطريقة ( فيشر - تروبش ) ، يدخل في صناعة المغناطيسات و البطاريات الجافه في السيارات الحديثة.
7- الكوبلت ( Co ) : يشبه الحديد في أنه قابل للتمغنط و يستخدم صناعة المغناطيسات و البطاريات الجافه في السيارات الحديثة.
له 12 نظير مشع و أهمهم الكوبلت ( 60 ) ؛ لأنه تخرج منه أشعة جاما لها قدرة عالية على النفاذ و يستخدم في حفظ المواد الغذائية و كشف الشقوق و لحام الموصلات و الكشف عن الأورام الخبيثة.
8- النيكل ( Ni ): مقاومة للصدأ و مقاوم للأحماض ، يستخدم النيكل المجزأ في هدرجة الزيوت ، و يستخدم فى طلاء المعادن لحمايتها من الصدأ و التأكل و يعطيها شكل أفضل .
السبائك: ( Ni /Cd ) النيكل و الكاديوم يستخدم في صناعة بطاريات قابله للشحن، يدخل في صناعة سبيكة مقاومة للصدأ و الأحماض ، سبيكة ( Ni / Cr ) النيكل كروم تستخدم في صناعة ملفات التسخين و الأفران الكهربائيه ، يستخدم في صناعة البطاريات و العملات المعدنية.
9- النحاس ( Cu ) : لونه أحمر طري ، يتميز بتوصيل للحرارة و الكهرباء بكفاءة ، ويعتبر أول عنصر عرفه الانسان لأنه استخدام في صناعة العملات المعدنية و أواني الطهي .
يستخدم في صناعة الادوات و الأسلاك الكهربائية .
السبائك: ( Cu / Zn ) يستخدم في طلاء المقابض الحديدية، ( Cu / Sn ) " النحاس الاصفر " نحاس و قصدير يستخدم في العملات المعدنية.
المركبات : كبريتات النحاس الثنائية ( CuSo4 ) تستخدم كمبيد حشري و مبيد للفطريات و تنقية مياه الشرب.
محلول فهلنج يستخدم في الكشف عن سكر الجلوكوز.
10- الخارسين ( Zn ): مقاومة للصدأ ، يستخدم في جلڤنة المعادن لحمايتها من الصدأ.
المركبات : ( ZnO ) يستخدم في صناعة الدهانات و صناعة المطاط و مستحضرات التجميل ،
( ZnS ) يستخدم في صناعة الطلائات المضيئة و شاشات الأشعة السينية.
تنزيل ملف PDF :-
قم بتنزيل ملف في ملخص للجزء السابق من هنا .
من المؤلف:-
" نتمنى أن يكون هذا المقال مفيد و ساعدكم علي فهم أهم النقاط في الجزء الأول من الباب الأول في مادة الكيمياء و نطلب من حضراتكم أن تتركوا لنا تعليق بناء لتحسين التجربة" .