övergångsmetallerna är den största gruppen av element i det periodiska systemet. De fick sitt namn eftersom den engelska kemisten Charles Bury beskrev en övergångsserie av element 1921. Bury undersökte övergången från ett inre elektronskikt med 8 elektroner till ett lager med 18 elektroner och från ett lager av 18 elektroner till ett med 32. Idag tänker de flesta på dessa element som övergång från ena sidan av det periodiska bordet till den andra. Flytta från vänster till höger över det periodiska bordet, en elektron läggs till d-orbitalen för varje atom, som övergår från grupp 2 till Grupp 13.
här är en titt på de olika sätten att definiera övergångsmetallerna, en lista över vilka element som ingår och en sammanfattning av deras gemensamma egenskaper.
Övergångsmetalldefinition
den vanligaste definitionen av en övergångsmetall är den som accepteras av IUPAC. En övergångsmetall är ett element med en delvis fylld d-delskal eller förmågan att producera katjoner med ett ofullständigt d-delskal.
andra människor anser att övergångsmetallerna inkluderar något d-blockelement i det periodiska systemet. Enligt denna definition, grupper 3 till 12 är övergångsmetallerna och f-blocklantanid-och aktinidserien kallas ”inre övergångsmetaller.”
lista över Övergångsmetallelement
med IUPAC-definitionen finns det 40 övergångsmetaller. De är:
- atomnummer 21 (skandium) till 30 (zink)
- atomnummer 39 (yttrium) till 48 (kadmium)
- atomnummer 71 (lutetium) till 80 (kvicksilver)
- atomnummer 103 (lawrencium) till 112 (copernicium)
den fullständiga listan är:
- Scandium
- Titan
- vanadin
- krom
- mangan
- järn
- Nickel
- koppar
- zink
- Yttrium
- zirkonium
- niob
- molybden
- Technetium
- rutenium
- rodium
- Palladium
- silver
- kadmium
- lutetium
- hafnium
- tantal
- volfram
- rhenium
- osmium
- iridium
- platina
- guld
- kvicksilver
- lawrencium
- rutherfordium
- dubnium
- Seaborgium
- Bohrium
- kalium
- Meitnerium
- Darmstadtium
- Roentgenium
- Copernicium
tekniskt sett bör elementen zink, kadmium och kvicksilver (Grupp 12) betraktas efter övergången snarare än övergångsmetaller eftersom de har en fullständig D10-konfiguration och normalt producerar joner som behåller denna konfiguration. Experimentella bevis på att kvicksilver uppträder som övergångsmetall erhölls 2007. Copernicium bör förmodligen uteslutas på samma basis, även om dess oxidationsegenskaper inte har verifierats experimentellt. Men de flesta inkluderar dessa element i övergångsmetalllistan.
vissa människor utesluter lutetium och lawrencium från listan. Men lutetium och lawrencium är tekniskt grupp 3-element som passar in i ”rymden” i det periodiska systemet. Det finns också forskare och lärare som inkluderar hela lantanid-och aktinidserien som övergångsmetaller.
övergångsmetall egenskaper
övergångsmetallerna visar flera karakteristiska egenskaper:
- de bildar ofta färgade föreningar. Färgerna beror på D-D elektroniska övergångar.
- de bildar lätt komplex.
- de visar flera positiva oxidationstillstånd. Detta beror på det låga energigapet mellan stater.
- de är bra katalysatorer.
- de är silvermetaller vid rumstemperatur. Undantagen är koppar och guld.
- de är fasta ämnen vid rumstemperatur. Undantaget är kvicksilver.
- de är paramagnetiska (lockade till ett magnetfält). Generellt är paramagnetism resultatet av oparade d-elektroner. Tre viktiga element när det gäller magnetism är järn, kobolt och nickel. Alla tre elementen producerar ett magnetfält.
- de uppvisar metallisk glans.
- de har låga joniseringsenergier.
- de är svåra.
- metallerna har höga smält-och kokpunkter (utom kvicksilver).
- de är bra elektriska och termiska ledare.
- de bildar legeringar.