I metalli di transizione sono il più grande gruppo di elementi sulla tavola periodica. Hanno preso il loro nome perché il chimico inglese Charles Bury ha descritto una serie di elementi di transizione nel 1921. Bury esaminò la transizione da uno strato interno di elettroni con 8 elettroni a uno strato con 18 elettroni e da uno strato di 18 elettroni a uno con 32. Oggi, la maggior parte delle persone pensa a questi elementi come transizione da un lato della tavola periodica all’altro. Passando da sinistra a destra attraverso la tavola periodica, un elettrone viene aggiunto all’orbitale d di ciascun atomo, passando dal gruppo 2 al gruppo 13.
Ecco uno sguardo ai diversi modi di definire i metalli di transizione, un elenco di quali elementi sono inclusi e un riassunto delle loro proprietà comuni.
Definizione di metallo di transizione
La definizione più comune di un metallo di transizione è quella accettata dalla IUPAC. Un metallo di transizione è un elemento con una subshell d parzialmente riempita o la capacità di produrre cationi con una subshell d incompleta.
Altre persone considerano i metalli di transizione per includere qualsiasi elemento d-block sulla tavola periodica. Sotto questa definizione, i gruppi da 3 a 12 sono i metalli di transizione e le serie di lantanidi e attinidi f-block sono chiamati “metalli di transizione interni.”
Elenco degli elementi metallici di transizione
Utilizzando la definizione IUPAC, ci sono 40 metalli di transizione. Essi sono:
- numeri Atomici 21 (scandio) e 30 (zinco)
- numeri Atomici 39 (ittrio) a 48 (cadmio)
- numeri Atomici 71 (lutetium) a 80 (mercurio)
- numeri Atomici 103 (lawrencium) 112 (copernicium)
L’elenco completo è:
- Scandio
- Titanio
- Vanadio
- Chromium
- Manganese
- Ferro
- Cobalto
- Nichel
- Rame
- Zinco
- Ittrio
- Zirconio
- Niobio
- Molibdeno
- Tecnezio
- Rutenio
- Rodio
- Palladium
- Argento
- Cadmio
- Lutetium
- Afnio
- Tantalio
- Tungsteno
- Renio
- Osmio
- Iridium
- Platinum
- Oro
- Mercurio
- Lawrencium
- Rutherfordium
- Dubnium
- Seaborgium
- Bohrium
- Hassium
- Meitnerium
- Darmstadtium
- Roentgenium
- Copernicium
Tecnicamente, gli elementi di zinco, cadmio e mercurio (gruppo 12) dovrebbe essere considerato post-transizione, piuttosto che i metalli di transizione, perché hanno un completo d10 configurazione e in grado di produrre ioni di mantenere questa configurazione. Prove sperimentali del mercurio che si comporta come metallo di transizione sono state ottenute nel 2007. Il copernicio dovrebbe probabilmente essere escluso sulla stessa base, sebbene le sue proprietà di ossidazione non siano state verificate sperimentalmente. Tuttavia, la maggior parte delle persone include questi elementi nell’elenco dei metalli di transizione.
Alcune persone escludono lutezio e lawrencium dalla lista. Ma lutezio e lawrencio sono tecnicamente elementi del gruppo 3 che si inseriscono nello “spazio” nella tavola periodica. Ci sono anche scienziati ed educatori che includono la serie completa di lantanidi e attinidi come metalli di transizione.
Proprietà dei metalli di transizione
I metalli di transizione mostrano diverse proprietà caratteristiche:
- Spesso formano composti colorati. I colori sono dovuti a transizioni elettroniche DD.
- Formano facilmente complessi.
- Visualizzano più stati di ossidazione positivi. Ciò è dovuto al basso divario energetico tra gli stati.
- Sono buoni catalizzatori.
- Sono metalli d’argento a temperatura ambiente. Le eccezioni sono rame e oro.
- Sono solidi a temperatura ambiente. L’eccezione è mercurio.
- Sono paramagnetici (attratti da un campo magnetico). In generale, il paramagnetismo deriva da elettroni d non accoppiati. Tre elementi importanti per quanto riguarda il magnetismo sono ferro, cobalto e nichel. Tutti e tre gli elementi producono un campo magnetico.
- Esibiscono lucentezza metallica.
- Hanno basse energie di ionizzazione.
- Sono duri.
- I metalli hanno alti punti di fusione e di ebollizione (tranne il mercurio).
- Sono buoni conduttori elettrici e termici.
- Formano leghe.