Kim loại chuyển tiếp (nhóm 3–12)

Vị trí của chúng: phân khối d

Ở những kim loại này, các electron lấp đầy phân lớp d bên trong trong khi obitan s ngoài cùng thường chứa hai electron, như ở sắt ([Ar] 3d⁶ 4s²). Crom ([Ar] 3d⁵ 4s¹) và đồng ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹) là ngoại lệ, vì phân lớp d bán bão hòa và bão hòa đặc biệt bền. Khi tạo ion, các kim loại này mất electron s trước, nên Fe²⁺ là [Ar] 3d⁶.

Trang web này xếp lantan, lutexi, actini và lorenxi cùng với các lantanit và actinit. Kẽm, cadmi và thủy ngân giữ phân lớp d đầy trong các hợp chất thông thường của chúng, nên một số nhà hóa học loại chúng ra, nhưng hầu hết các bảng tuần hoàn đều gộp chúng vào.

Tính chất điển hình

Hầu hết kim loại chuyển tiếp cứng, nặng và sáng bóng, với nhiệt độ nóng chảy cao. Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong các kim loại, 3422 °C, và osmi là nguyên tố đặc nhất từng được đo, với 22,59 g/cm³, trong khi thủy ngân là chất lỏng nóng chảy ở −39 °C. Vì các electron d của chúng có thể tham gia liên kết, hầu hết có nhiều trạng thái oxi hóa: sắt tạo Fe²⁺ và Fe³⁺, và mangan đạt +7 trong ion pemanganat, MnO₄⁻. Các hợp chất của chúng thường có màu, như đồng(II) sunfat màu xanh lam, và sắt, coban và niken có tính sắt từ.

Xu hướng và phản ứng điển hình

Các xu hướng ở đây nhẹ nhàng hơn so với các nhóm chính, vì các electron thêm vào đi vào phân lớp bên trong và kích thước nguyên tử thay đổi ít dọc theo một chu kì. Sự co lantanit làm các kim loại chu kì 6 có kích thước gần như bằng các kim loại chu kì 5, nên zirconi và hafni rất khó tách nhau.

Một kim loại hoạt động mạnh hơn đẩy kim loại kém hoạt động hơn ra khỏi dung dịch: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Kẽm phản ứng với axit loãng (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂), nhưng đồng, bạc và vàng thì không. Nhiều kim loại chuyển tiếp là chất xúc tác: sắt đẩy nhanh quá trình Haber tổng hợp amoniac, và platin, paladi, rhodi làm sạch khí thải ô tô trong bộ chuyển đổi xúc tác.

Ứng dụng hằng ngày

Sắt, chủ yếu ở dạng thép, là kim loại được dùng rộng rãi nhất, và crom cùng niken làm cho nó không gỉ. Đồng dẫn điện trong dây điện, titan được dùng trong máy bay và khớp háng nhân tạo, kẽm bảo vệ thép khỏi gỉ, và vàng, bạc, platin được dùng làm đồ trang sức và điện tử.

Từ rutherfordi đến hassi đều phóng xạ và chỉ mới được tạo ra từng vài nguyên tử một. Từ meitneri đến copernixi (109–112) cũng được kỳ vọng là kim loại chuyển tiếp, nhưng tính chất của chúng chưa được đo, nên trang web này liệt kê chúng là chưa biết.