الدورة 4: من البوتاسيوم إلى الكريبتون

18 عنصرًا4 مستويات طاقة

تضم الدورة 4 ثمانية عشر عنصرًا، من البوتاسيوم (19) إلى الكريبتون (36)، وهي أول صف فيه فلزات انتقالية. وفي وسطها عشرة فلزات من السكانديوم إلى الخارصين تملأ مستوى فرعيًا داخليًا لا الغلاف الخارجي. تذكّر ترتيب الملء، 4s ثم 3d ثم 4p، وسيصبح الصف الطويل مفهومًا.

الموضع في الجدول الدوري

عناصر هذه الدورة

البوتاسيوم الكالسيوم السكانديوم التيتانيوم الفاناديوم الكروم المنغنيز الحديد الكوبالت النيكل النحاس الزنك الغاليوم الجرمانيوم الزرنيخ السيلينيوم البروم الكريبتون

4s أولًا، ثم 3d، ثم 4p

يفتتح البوتاسيوم ([Ar] 4s¹) والكالسيوم ([Ar] 4s²) الغلاف الرابع. ثم تملأ العناصر العشرة من السكانديوم إلى الخارصين المستوى الفرعي 3d، الذي ينتمي إلى الغلاف الثالث لكنه أخفض طاقة من 4p. ويكمل الغاليوم حتى الكريبتون الصف بالمستوى 4p، لينتهي عند [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶.

يخرج فلزان انتقاليان عن النمط. الكروم هو [Ar] 3d⁵ 4s¹ بدل 3d⁴ 4s²، والنحاس هو [Ar] 3d¹⁰ 4s¹، لأن امتلاء المستوى الفرعي 3d إلى النصف أو بالكامل مفضّل بصورة خاصة.

الاتجاهات عبر الدورة 4

عند طرفي الصف يسلك العناصر سلوك الدورتين 2 و3. ترتفع السالبية الكهربائية من 0.82 للبوتاسيوم إلى 2.96 للبروم، وطاقة التأين الأولى من 4.341 eV للبوتاسيوم إلى 14.0 eV للكريبتون. وبين الفلزات الانتقالية تكون التغيرات أرق، لأن كل إلكترون جديد يدخل المستوى الفرعي الداخلي 3d: فالسالبية الكهربائية تتدرج فقط بين 1.36 للسكانديوم و1.91 للنيكل.

تبلغ درجة الانصهار والكثافة ذروتهما في المنتصف. ينصهر الفاناديوم عند 2183 K، وهي الأعلى في الصف، والنحاس هو الأكثر كثافة بـ 8.96 g/cm³ مقابل 0.862 g/cm³ للبوتاسيوم. وقرب الطرف الأيمن ينصهر الغاليوم عند 302.91 K، أي فوق درجة حرارة الغرفة بقليل، والبروم سائل أحمر بني يغلي عند 332 K.

أين تلتقي بالدورة 4

الحديد، المكوّن الرئيسي للفولاذ، هو أكثر الفلزات استخدامًا، والنحاس ينقل الكهرباء في كل سلك تقريبًا. يطلي الخارصين الفولاذ ليمنعه من الصدأ، ويصنع التيتانيوم أجزاء طائرات قوية وخفيفة، ويمنح الكروم الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومته للتآكل. يبني الكالسيوم العظام والأسنان، ويساعد البوتاسيوم الأعصاب على إرسال الإشارات، ويحتاج جسمك أيضًا إلى كميات صغيرة من الحديد والخارصين والكوبالت والسيلينيوم.

الدورة 4: الخصائص عبر الدورة

انقر عنوان عمود للترتيب.

الدورة 4

19	البوتاسيوم	K	1	s	٠٫٨٢	٤٫٣٤١	صلب
20	الكالسيوم	Ca	2	s	١	٦٫١١٣	صلب
21	السكانديوم	Sc	3	d	١٫٣٦	٦٫٥٦١	صلب
22	التيتانيوم	Ti	4	d	١٫٥٤	٦٫٨٢٨	صلب
23	الفاناديوم	V	5	d	١٫٦٣	٦٫٧٤٦	صلب
24	الكروم	Cr	6	d	١٫٦٦	٦٫٧٦٧	صلب
25	المنغنيز	Mn	7	d	١٫٥٥	٧٫٤٣٤	صلب
26	الحديد	Fe	8	d	١٫٨٣	٧٫٩٠٢	صلب
27	الكوبالت	Co	9	d	١٫٨٨	٧٫٨٨١	صلب
28	النيكل	Ni	10	d	١٫٩١	٧٫٦٤	صلب
29	النحاس	Cu	11	d	١٫٩	٧٫٧٢٦	صلب
30	الزنك	Zn	12	d	١٫٦٥	٩٫٣٩٤	صلب
31	الغاليوم	Ga	13	p	١٫٨١	٥٫٩٩٩	صلب
32	الجرمانيوم	Ge	14	p	٢٫٠١	٧٫٩	صلب
33	الزرنيخ	As	15	p	٢٫١٨	٩٫٨١٥	صلب
34	السيلينيوم	Se	16	p	٢٫٥٥	٩٫٧٥٢	صلب
35	البروم	Br	17	p	٢٫٩٦	١١٫٨١٤	سائل
36	الكريبتون	Kr	18	p	٣	١٤	غاز