Właściwości metali przejściowych

Metale przejściowe to grupa pierwiastków znajdujących się w bloku d. Są one umieszczane pomiędzy głównymi pierwiastkami grupy i wykazują unikalne cechy, takie jak przewodność elektryczna, kolory, twardość, wysokie temperatury topnienia i magnetyzm.

Wiele z tych cech przypisuje się wypełnieniu orbitali d. Poruszając się w poprzek okresu, elektrony są dodawane zgodnie z zasadą Aufbau. Jednak najbardziej zewnętrzny orbital s jest wypełniany jako pierwszy, zanim elektron wejdzie do (n − 1) d podpowłoki, z pewnymi wyjątkami. Chrom i miedź mają do połowy wypełniony orbital s, ponieważ energetycznie bardziej korzystne jest posiadanie w połowie wypełnionej lub pełnej podpowłoki d.

Wielkość atomowa metali przejściowych nieznacznie zmniejsza się w danym okresie. Gdy elektrony wchodzą do podpowłoki d, liczba elektronów walencyjnych na najbardziej zewnętrznym orbicie s pozostaje stała, co prowadzi do ogólnego stałego ładunku jądrowego. W dół kolumny trend rośnie od czwartego do piątego okresu, ale nie poniżej.

Szósty okres zawiera 14 dodatkowych pierwiastków szeregu lantanowców, w których elektrony wchodzą do podpowłoki (n − 2)f przed wejściem do podpowłoki (n − 1)d. Elektrony znajdujące się na orbitalach f nie osłaniają wystarczająco elektronów walencyjnych na najbardziej zewnętrznym orbicie s, co powoduje wzrost efektywnego ładunku jądrowego. W ten sposób elektrony walencyjne są przyciągane silniej, co prowadzi do mniejszych niż oczekiwano promieni atomowych. Nazywa się to skurczem lantanowców.

Podobnie na elektroujemność pierwiastków przejściowych wpływa ich wielkość atomowa i ładunek jądrowy. Poruszając się w czasie, wzrasta tylko nieznacznie. W dół kolumny elektroujemność wzrasta od czwartego do piątego okresu, ale pozostaje stała w szóstym okresie. Przypisuje się to zmniejszeniu wielkości atomu i wzrostowi ładunku jądrowego.

Energia jonizacji metali przejściowych nieznacznie wzrasta w pewnym okresie. Co ciekawe, w dół kolumny jest wyższy dla 6. okresu niż dla 4. i 5. okresu. Tutaj elektrony walencyjne są utrzymywane mocniej, ponieważ ładunek jądrowy wzrasta przy znikomym wzroście wielkości atomu.

Wreszcie, metale przejściowe mogą mieć szereg stabilnych stopni utlenienia poprzez utratę najbardziej zewnętrznych elektronów orbitalnych s przed niesparowanymi elektronami orbitalnymi d. Częściowo wypełnione orbitale d umożliwiają stopnie utlenienia w zakresie od +7 do +1, charakterystyczne kolory i właściwości magnetyczne.