过渡金属

性质

过渡金属由于具有未充满的价壳层d轨道，所以有人将锌、镉、汞、鿔排除在过渡金属之外, 因它们有充满的价壳层d轨道(有10个电子在d轨道上)。过渡金属基于十八电子规则，性质与其他元素有明显差别。
由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，为d⁵构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，例如铁等金属还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显+7（锰）、+8（锇）氧化态，前者由于单电子的存在，后者由于能级太高，价电子结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根或酰基中（如：VO₄³⁻钒酸根，VO₂²⁺钒酰基）。
对于第一过渡系，高氧化态经常是强氧化剂，并且它们都能形成有还原性的二价金属离子。对于二、三过渡系，由于原子半径大、价电子?能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质，这是由于镧系收缩造成的。
由于空的d轨道的存在，过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用杂化轨道接受电子以达到16或18价电子的稳定状态。当配合物需要价壳层d轨道参与杂化时，d轨道上的电子就会发生重排，有些元素重排后可以使电子完全成对，这类物质称为反磁性物质。相反，当价层d轨道不需要重排，或重排后还有单电子时，生成的配合物就是顺磁性的。
大多数过渡金属都是以氧化物、硫化物等的形式存在于地壳中，只有金、银等几种单质可以稳定存在。
最典型的过渡金属是4-10族。铜族元素能形成配合物，但由于d¹⁰构型太稳定，最高价只能达到+3。靠近主族的稀土金属只有很少可变价态。12族元素只有汞有可变价态，锌基本上就是主族金属。由于性质上的差异，有时铜族、锌族两族元素并不看作是过渡金属，这时铜锌两族合称ds区元素。