Metale przejściowe (grupy 3–12)

Gdzie się znajdują: blok d

W tych metalach elektrony zapełniają wewnętrzną podpowłokę d, podczas gdy zewnętrzny orbital s zwykle mieści dwa elektrony, jak w żelazie ([Ar] 3d⁶ 4s²). Chrom ([Ar] 3d⁵ 4s¹) i miedź ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹) są wyjątkami, ponieważ w połowie zapełnione i całkowicie zapełnione podpowłoki d są szczególnie trwałe. Przy tworzeniu jonów metale tracą najpierw elektrony s, więc Fe²⁺ to [Ar] 3d⁶.

Ta strona pokazuje lantan, lutet, aktyn i lorens razem z lantanowcami i aktynowcami. Cynk, kadm i rtęć zachowują całkowicie zapełnioną podpowłokę d w swoich typowych związkach, więc niektórzy chemicy je wykluczają, ale większość układów okresowych je uwzględnia.

Typowe właściwości

Większość metali przejściowych jest twarda, gęsta i błyszcząca, z wysokimi temperaturami topnienia. Wolfram ma najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich metali, 3422 °C, a osm jest najgęstszym kiedykolwiek zmierzonym pierwiastkiem, 22,59 g/cm³, podczas gdy rtęć jest cieczą topiącą się w −39 °C. Ponieważ ich elektrony d mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań, większość ma kilka stopni utlenienia: żelazo tworzy Fe²⁺ i Fe³⁺, a mangan osiąga +7 w jonie manganianowym(VII), MnO₄⁻. Ich związki są często barwne, jak niebieski siarczan miedzi(II), a żelazo, kobalt i nikiel są ferromagnetyczne.

Tendencje i typowe reakcje

Tendencje są łagodniejsze niż w grupach głównych, ponieważ dodatkowe elektrony trafiają do wewnętrznej podpowłoki, a rozmiar atomu zmienia się niewiele wzdłuż okresu. Kontrakcja lantanowcowa sprawia, że metale okresu 6 mają niemal taki sam rozmiar jak metale okresu 5, więc cyrkon i hafn trudno rozdzielić.

Bardziej reaktywny metal wypiera mniej reaktywny z roztworu: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Cynk reaguje z rozcieńczonymi kwasami (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂), ale miedź, srebro i złoto nie. Wiele metali przejściowych to katalizatory: żelazo przyspiesza proces Habera, czyli syntezę amoniaku, a platyna, pallad i rod oczyszczają spaliny samochodowe w katalizatorach.

Zastosowania na co dzień

Żelazo, głównie w postaci stali, jest najpowszechniej używanym metalem, a chrom i nikiel czynią je nierdzewnym. Miedź przewodzi prąd w przewodach, tytan stosuje się w samolotach i endoprotezach stawu biodrowego, cynk chroni stal przed rdzą, a złoto, srebro i platyna trafiają do biżuterii i elektroniki.

Rutherford do hasu są promieniotwórcze i wytwarzano je tylko po kilka atomów naraz. Meitner do kopernika (109–112) również powinny być metalami przejściowymi, ale ich właściwości nie zostały zmierzone, więc ta strona wymienia je jako nieznane.