Övergångsmetaller (grupp 3–12)

Var de sitter: d-blocket

I dessa metaller fylls ett inre d-delskal med elektroner medan den yttre s-orbitalen oftast innehåller två elektroner, som i järn ([Ar] 3d⁶ 4s²). Krom ([Ar] 3d⁵ 4s¹) och koppar ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹) är undantag, eftersom halvfyllda och fyllda d-delskal är särskilt stabila. När metallerna bildar joner avger de sina s-elektroner först, så Fe²⁺ är [Ar] 3d⁶.

Den här webbplatsen visar lantan, lutetium, aktinium och lawrencium tillsammans med lantanoiderna och aktinoiderna. Zink, kadmium och kvicksilver behåller ett fyllt d-delskal i sina vanliga föreningar, så vissa kemister utesluter dem, men de flesta periodiska system inkluderar dem.

Typiska egenskaper

De flesta övergångsmetaller är hårda, täta och glänsande, med höga smältpunkter. Volfram har den högsta smältpunkten av alla metaller, 3422 °C, och osmium är det tätaste grundämne som någonsin mätts, med 22,59 g/cm³, medan kvicksilver är en vätska som smälter vid −39 °C. Eftersom deras d-elektroner kan delta i bindning har de flesta flera oxidationstal: järn bildar Fe²⁺ och Fe³⁺, och mangan når +7 i permanganatjonen, MnO₄⁻. Deras föreningar är ofta färgade, som blått koppar(II)sulfat, och järn, kobolt och nickel är ferromagnetiska.

Trender och typiska reaktioner

Trenderna är mildare än i huvudgrupperna, eftersom de extra elektronerna hamnar i ett inre delskal och atomstorleken ändras lite över en period. Lantanoidkontraktionen gör att metallerna i period 6 blir nästan lika stora som de i period 5, så zirkonium och hafnium är svåra att skilja åt.

En mer reaktiv metall tränger undan en mindre reaktiv ur lösning: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Zink reagerar med utspädda syror (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂), men koppar, silver och guld gör det inte. Många övergångsmetaller är katalysatorer: järn påskyndar Haber–Bosch-processen för ammoniak, och platina, palladium och rodium renar bilavgaser i katalysatorer.

Användningar i vardagen

Järn, mest som stål, är den mest använda metallen, och krom och nickel gör det rostfritt. Koppar leder elektricitet i ledningar, titan används i flygplan och höftproteser, zink skyddar stål mot rost, och guld, silver och platina används i smycken och elektronik.

Rutherfordium till hassium är radioaktiva och har bara framställts några få atomer åt gången. Meitnerium till kopernicium (109–112) förväntas också vara övergångsmetaller, men deras egenskaper har inte mätts, så den här webbplatsen listar dem som okända.