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遷移金属イオンの電荷は、化学反応で他の原子に失われた電子の数とほぼ同じです。特定の遷移金属原子の電荷を決定するには、それがどの元素であるか、分子内の他の原子の電荷、および分子自体の正味電荷を考慮する必要があります。電荷は常に整数であり、すべての原子電荷の合計は分子の電荷に等しくなります。
複数の酸化状態
化学反応で原子が電子を失うと、化学者はこのプロセスを酸化と呼びます。遷移金属原子の電荷はその酸化状態に等しく、+ 1から+7まで変化します。遷移金属は、外側の軌道に不安定な電子を持っているため、他の元素よりも簡単に電子を失います。これらの状態は比較的安定しているため、いくつかの酸化状態は異なる遷移金属に対して他よりも一般的です。たとえば、鉄またはFeには、+ 2、+ 3、+ 4、+ 5、および+6の酸化状態がありますが、一般的な酸化状態は+2および+3です。遷移金属の式が書き出されると、遷移金属の名前の後に括弧内にその酸化状態のローマ数字が続きます。そのため、Feが+2の酸化状態を持つFeOは鉄(II)と表記されます。酸化物。
中性化合物
遷移金属とパートナーになっている原子の電荷または酸化状態を知っている限り、中性化合物の遷移金属イオンの電荷を簡単に決定できます。たとえば、MnCl2には2つの塩化物イオンが含まれており、塩化物イオンの電荷または酸化状態は–1であることが知られています。 2つの塩化物イオンの合計は–2であり、MnCl2のマンガンが+2の電荷を持たなければ化合物が中性にならないことがわかります。
荷電錯体
遷移金属イオンは、他の種類の原子と結合して、正または負に帯電した分子錯体を形成します。そのような複合体の例は、過マンガン酸イオン、MnOです。4–。酸素の酸化状態または電荷は–2であるため、4つの酸素原子の合計は–8になります。過マンガン酸イオンの全体的な電荷は-1であるため、マンガンは+7の電荷を持っている必要があります。
可溶性化合物
水に可溶な中性遷移金属化合物の電荷は+3以下です。酸化状態が+3を超えると、化合物が沈殿するか、遷移金属イオンが水と反応して酸素と錯化したイオンが生成されます。たとえば、+ 4または+5の酸化状態のバナジウムを含む化合物は、水と反応して、+ 2の電荷を持つ1つのバナジウム(IV)原子と1つの酸素原子、または1つのバナジウム( V)2つの酸素原子と+1の電荷を持つ原子。