સંક્રાંતિ–તત્ત્વો (transition elements) : આવર્તક કોષ્ટક(periodic table)માં આલ્કલાઇન મૃદા (alkaline earth) ધાતુઓ પછી આવેલ અને 3d, 4d અને 5d જેવા અંતરતમ (inner) કવચો(shells)ના ભરાવાથી ઉદ્ભવતાં તત્ત્વોની ત્રણ શ્રેઢીઓ (series). સંક્રાંતિ-તત્ત્વો 10 તત્ત્વોની એક એવી ત્રણ હાર (rows) અને એક ચોથી અધૂરી ભરાયેલી હાર ધરાવે છે. આ તત્ત્વોને d-બ્લૉક(d-block)-તત્ત્વો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. સારણી 1માં સંક્રાંતિ-તત્ત્વો અને પૃથ્વીના પોપડા(crust)માં તેમની વજનથી વિપુલતા (abundance) ભાગ પ્રતિ દસ લાખે (part per million, ppm) આપવામાં આવી છે.
સારણી : સંક્રાંતિ–તત્ત્વો અને તેમની વિપુલતા (ppmમાં) સમૂહ
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| સ્કૅન્ડિયમ | ટાઇટેનિયમ | વેનેડિયમ | ક્રોમિયમ | મૅંગેનીઝ | આયર્ન | કોબાલ્ટ | નિકલ | કોપર | ઝિંક |
| Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn |
| (25) | (6320) | (136) | (122) | (1060) | (60000) | (29) | (99) | (68) | (76) |
| ઇટ્રિયમ | ઝર્કોનિયમ | નિયોબિયમ | મોલિબ્ડીનમ | ટેક્નિશિયમ | રૂથેનિયમ | ર્હોડિયમ | પેલેડિયમ | સિલ્વર | કૅડમિયમ |
| Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd |
| (31) | (162) | (20) | (1.2) | (0.0001) | (0.0001) | (0.015) | (0.08) | (0.16) | |
| લૅન્થેનમ | હૅફ્નિયમ | ટૅન્ટેલમ | ટંગસ્ટન | ર્હેનિયમ | ઑસ્મિયમ | ઇરિડિયમ | પ્લૅટિનમ | ગોલ્ડ | મર્ક્યુરી |
| La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg |
| (35) | (2.8) | (1.7) | (1.2) | (0.0007) | (0.005) | (0.001) | (0.01) | (0.004) | (0.08) |
| ઍક્ટિનિયમ | |||||||||
| Ac |
આ તત્ત્વોને સંક્રાંતિ-તત્ત્વો એટલા માટે કહેવામાં આવે છે કે આવર્તક કોષ્ટકમાં તેમનું સ્થાન s-બ્લૉક અને p-બ્લૉકનાં તત્ત્વોની વચ્ચે આવેલું છે. તેમના ગુણધર્મો s-બ્લૉકનાં સામાન્ય રીતે આયનિક સંયોજનો બનાવતાં અત્યંત ક્રિયાશીલ ધાત્વિક તત્ત્વો અને p-બ્લૉકનાં મહદ્અંશે સહસંયોજક (covalent) સંયોજનો બનાવતાં તત્ત્વોની વચ્ચેના સંક્રાંતિક (transitional) છે.
s- અને p-બ્લૉકનાં તત્ત્વોમાં ઇલેક્ટ્રૉન પરમાણુના બાહ્ય કવચમાં ઉમેરાય છે, જ્યારે d-બ્લૉકનાં તત્ત્વોમાં ઇલેક્ટ્રૉનનો ઉમેરો ઉપાન્ત્ય (penultimate) કવચમાં થઈ તેને 8થી 18 ઇલેક્ટ્રૉન સુધી પૂર્ણ કરે છે. લાક્ષણિક રીતે સંક્રાંતિ-તત્ત્વો અપૂર્ણ ભરાયેલ d-કક્ષક ધરાવે છે (સમૂહ 3થી 11). સમૂહ-12 (ઝિંકસમૂહ) d10 વિન્યાસ ધરાવે છે અને d-કવચ પૂર્ણ થયેલ હોવાથી તેનાં સંયોજનો અન્ય તત્ત્વોનાં કરતાં જુદાં પડે છે.
પરમાણુમાં પ્રોટૉનની સંખ્યા વધતી જાય તેમ તેમ પારમાણ્વિક સ્તરોએ ઇલેક્ટ્રૉન ભરાતા જાય છે અને આમ આર્ગન(argon)નો ઇલેક્ટ્રૉન-વિન્યાસ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 જોવા મળે છે. આ કવચમાં 5 d-કક્ષકો છે કે જે દરેક બે ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવી શકે છે; પરંતુ આ બિંદુએ ન્યૂનતમ ઊર્જા ધરાવતું પેટાકવચ 3d ન હોતાં 4s છે. આથી તે પછીનાં બે તત્ત્વો, પોટૅશિયમ અને કૅલ્શિયમના વિન્યાસ અનુક્રમે [Ar]4s1 અને [Ar]4s2 હોય છે. તે પછીના તત્ત્વ, સ્કૅન્ડિયમ(Sc)માં 3d સ્તરની ઊર્જા 4p સ્તર કરતાં ઓછી હોવાથી સ્કૅન્ડિયમનો વિન્યાસ [Ar]3d14s2 જોવા મળે છે. આ રીતે અંતરતમ (inner) સ્તર ભરાવાનું ઝિંક સુધી ચાલુ રહે છે અને એ રીતે પ્રથમ સંક્રાંતિ-શ્રેઢી મળે છે. તે જ પ્રમાણે (આવર્તક) કોષ્ટકના પછીના આવર્તમાં આ જ પ્રકારની બીજી શ્રેઢી ઇટ્રિયમ ([Kr]4d5s2) અને કૅડમિયમ ([Kr]4d105s2) વચ્ચે જોવા મળે છે. આ પછીના આવર્તમાં સ્થિતિ વધુ જટિલ બને છે.
લૅન્થેનમની ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના [Xe]5d16s2 છે. હવે નિમ્નતમ (lowest) ઊર્જાવાળું સ્તર 4f સ્તર બને છે અને પછીનું તત્ત્વ સિરિયમ (Ce), [Xe]4f15d16s2 સંરચના ધરાવે છે. આ f-કક્ષકોની સંખ્યા 7 છે અને તે દરેક બે ઇલેક્ટ્રૉન સમાવી શકે છે. f-કક્ષકો ભરાવાનું લ્યુટેશિયમ સુધી ચાલુ રહે છે : [Xe]4f145d16s2. આ પછી હૅફિનયમથી મર્ક્યુરી સુધી 5d-કક્ષકો ભરાવાનું ચાલુ રહે છે. આમ સિરિયમથી લ્યુટેશિયમ સુધીનાં 14 તત્ત્વોની શ્રેઢી એ ‘શ્રેઢીમાં શ્રેઢી’ (series in series) છે અને તેને અંતરતમ (inner) સંક્રાંતિક શ્રેઢી કહે છે; જે લૅન્થેનાઇડ શ્રેઢી તરીકે ઓળખાય છે. એ પછીના આવર્તમાં પણ આવી જ અંતરતમ સંક્રાંતિક શ્રેઢી જોવા મળે છે જેને ઍક્ટિનૉઇડ (actinoid) શ્રેઢી કહે છે. તેમાં થોરિયમથી લૉરેન્શિયમનો સમાવેશ થાય છે. આ પછી તત્ત્વ ક્રમાંક 104થી d-સ્તર ભરાવાનું શરૂ થાય છે. આ બે શ્રેઢી એ આવર્તક કોષ્ટકમાં f-બ્લૉક તત્ત્વો તરીકે ઓળખાય છે. ઝિંક, કૅડમિયમ અને મર્ક્યુરી તત્ત્વો રૂપે તથા સંયોજનોમાં પૂર્ણ ભરાયેલ d-કક્ષકો ધરાવતા હોવાથી સામાન્ય રીતે તેમને અસંક્રાંતિક (nontransitional) તત્ત્વો તરીકે ગણવામાં આવે છે અને તેઓ આવર્તક કોષ્ટકનો સમૂહ-12 બનાવે છે.
ગુણધર્મો : ધાત્વિક ગુણધર્મ : સંક્રાંતિ-તત્ત્વોમાં (n-1) કક્ષામાં ઇલેક્ટ્રૉન ઉમેરાતા હોવાથી અને બહારની કક્ષાની ઇલેક્ટ્રૉનની ગોઠવણી અચળ રહેતી હોવાથી આ તત્ત્વોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં અત્યંત સામ્ય હોય છે. સંક્રાંતિ-તત્ત્વો ગરમી અને વિદ્યુતના સુવાહક, ધાત્વિક ચળકાટ ધરાવતી સખત અને પ્રતન્ય ધાતુઓ છે. તેમનાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ઊંચાં હોય છે.
એકથી વધારે ઉપચયન–અવસ્થા : અપૂર્ણ ભરાયેલી d-કક્ષકને કારણે સંક્રાંતિ-તત્ત્વો એકથી વધારે ઉપચયન-અવસ્થાઓ પ્રદર્શિત કરે છે. મૅન્ગેનીઝ (d5s2) +2 થી +7 સુધીની ઉપચયન-અવસ્થા ધરાવે છે, જ્યારે ક્રોમિયમ અને કૉપરમાં +1 ઑક્સિડેશન સ્થિતિ પણ જોવા મળે છે. અર્ધી ભરાયેલી અને પૂર્ણ ભરાયેલી કક્ષકોની રચના વધારે સ્થાયી હોવાથી ક્રોમિયમમાં d4s2 ને બદલે d5s1 અને કૉપરમાં d9s2ને બદલે d10s1 સ્થાયી સંરચના જોવા મળે છે.
સંકીર્ણ ક્ષારો : લુઇસ બેઝ એટલે કે ઇલેક્ટ્રૉનની જોડી આપી શકે તેવા સમૂહ (લિગેન્ડ, ligand) સાથે અથવા Cl અથવા CN જેવા આયન સાથે સંક્રાંતિ-તત્ત્વો સંકીર્ણ ક્ષાર બનાવે છે. ઊંચા વીજભાર ધરાવતા નાના આયન તથા નીચી ઊર્જા ધરાવતી ખાલી કક્ષકોને કારણે સંક્રાંતિ-તત્ત્વો બીજા સમૂહ અથવા લિગેન્ડ પાસેથી ઇલેક્ટ્રૉનની એકાકી જોડી (lone pair) સ્વીકારી શકે છે. તેથી સંક્રાંતિ-તત્ત્વો સંકીર્ણ ક્ષાર બનાવી શકે છે; દા.ત.,
Co3+ + 6NH3 → [Co(NH3)6]3+;
Fe2+ + 6CN → [Fe(CN)6]4.
આયન અને પરમાણુનું કદ : આવર્ત કોષ્ટકમાં ડાબી બાજુથી જમણી બાજુ જતાં સંક્રાંતિ-તત્ત્વોની સહસંયોજક ત્રિજ્યા ઘટે છે; કારણ કે તેમના પરમાણુ-અંકમાં વધારો થાય છે; પરમાણુ-કેન્દ્રમાં પ્રોટૉન અને કક્ષાઓમાં ઇલેક્ટ્રૉન ઉમેરાય છે. d-કક્ષકના ઇલેક્ટ્રૉનની આચ્છાદન-શક્તિ s અને p-કક્ષકના ઇલેક્ટ્રૉન કરતાં ઓછી હોવાથી અને પરમાણુ-કેન્દ્રના ધનભારમાં વધારો થવાથી નવા ઉમેરાયેલા ઇલેક્ટ્રૉન પરમાણુ-કેન્દ્રના ધનભારથી વધારે પ્રબળતાથી આકર્ષાય છે. પરિણામે તત્ત્વના પરમાણુ-કદમાં ઘટાડો થાય છે.
ઇલેક્ટ્રૉનની સમાન ગોઠવણી મુજબ સંક્રાંતિ-તત્ત્વોને ત્રણ કે ચાર તત્ત્વોના ઊભા સમૂહમાં ગોઠવેલાં છે. તત્ત્વના પરમાણુ-અંક વધવા સાથે પરમાણુ-કદમાં થતો વધારો પ્રથમ સમૂહ (Sc ડ્ડ Y ડ્ડ La) દર્શાવે છે; પરંતુ La (57) પછીનાં ચૌદ તત્ત્વો [Ceથી Lu (71)]માં ક્રમશ: પરમાણુ-કદ અને પરમાણુ-ત્રિજ્યા ઘટે છે. આ ઘટાડાને લૅન્થેનાઇડ સંકોચન કહે છે.
ઘનતા : સંક્રાંતિ-તત્ત્વોનાં પરમાણુ-કદ સમૂહ એક અને સમૂહ બેનાં તત્ત્વોની સરખામણીમાં ઓછાં હોય છે; કારણ કે ઇલેક્ટ્રૉન અંદરની કક્ષામાં ઉમેરાતા હોવાથી આચ્છાદન-અસર ઓછી હોય છે પરિણામે ઇલેક્ટ્રૉન કેન્દ્રના ધનભાર વડે પ્રબળતાથી આકર્ષાય છે, જેને લીધે સંક્રાંતિ-તત્ત્વોની ઘનતા ઊંચી (સામાન્ય રીતે 5 ગ્રા./ઘ. સેમી.) હોય છે.
ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ તથા રાસાયણિક સક્રિયતા : સંક્રાંતિ-તત્ત્વો ઊંચાં ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે. પરિણામે તેમની બાષ્પઘનતા ઊંચી હોય છે.
મોટાભાગનાં સંક્રાંતિ-તત્ત્વો ધનવિદ્યુતી (electropositive) ગુણધર્મ ધરાવતાં હોવાથી ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન વાયુ મુક્ત કરે છે.
આયનીકરણ–શક્તિ : આવર્તકોષ્ટકના સમૂહ I અને IIનાં તત્ત્વો કરતાં સંક્રાંતિ-તત્ત્વો ઓછાં ધનવિદ્યુતી હોય છે. સામાન્યત: નીચી ઉપચયન-સ્થિતિમાં આયનિક અને ઊંચી ઉપચયન-સ્થિતિમાં સહસંયોજક ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
રંગ : સંક્રાંતિ-તત્ત્વો પૈકી ઘણાંનાં આયનિક અને સહસંયોજક સંયોજનો રંગીન હોય છે; કારણ કે આ તત્ત્વોની અપૂર્ણ ભરાયેલી d કક્ષામાં એક d-કક્ષકમાંથી બીજી d-કક્ષકમાં ઇલેક્ટ્રૉન જઈ શકે છે; જેમાં ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે, જેનું અધિશોષણ શ્યપ્રકાશમાંથી થઈ શકે છે. પરિણામે આ સંયોજનો રંગીન દેખાય છે. સંક્રાંતિ-તત્ત્વોનાં સંકીર્ણ સંયોજનોના રંગ લિગેન્ડના પ્રકાર તથા સંખ્યા તેમજ સંકીર્ણના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે.
ચુંબકીય ગુણધર્મ : અપૂર્ણ ભરાયેલી d-કક્ષકને કારણે સંક્રાંતિ-તત્ત્વોના ઘણા ક્ષારો અનુચુંબકીય (paramagnetic) હોય છે. ચુંબકીય આઘૂર્ણ (magnetic moment) માપવાથી તત્ત્વમાં રહેલા અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યાની ગણતરી થઈ શકે છે.
ઉદ્દીપનીય (catalytic) ગુણધર્મો : ઘણાં સંક્રાંતિ-તત્ત્વો અને તેમનાં સંયોજનો ઉદ્દીપનીય ગુણધર્મો ધરાવે છે; દા.ત., TiCl3, V2O5, MnO2, PdCl2, Ni વગેરે.
બિનપ્રમાણમિતીય (nonstoichiometric) સંયોજનો : સંક્રાંતિ-તત્ત્વોનું એક લક્ષણ એ છે કે તેઓ કેટલીક વાર બિનપ્રમાણમિતીય સંયોજનો બનાવે છે જે અચોક્કસ (indefinite) સંરચના અને પ્રમાણ (proportion) ધરાવે છે; દા.ત., આયર્ન (II) ઑક્સાઇડ, FeO, – તરીકે લખવામાં આવે છે, જે એમ દર્શાવે છે કે તેમાં Fe અને Oનું પ્રમાણ બરાબર 1 : 1 નથી.
ચિત્રા સુરેન્દ્ર દેસાઈ