過渡金屬的特性

過渡元素是指元素周期表中d區的一系列金屬元素，又稱過渡金屬。一般來說，這一區域包括3到12一共十個族的元素，但不包括f區的內過渡元素。

「過渡元素」這一名詞首先由門捷列夫提出，用於指代8、9、10三族元素。他認為從鹼金屬到錳族是一個「周期」，銅族到鹵素又是一個，那麼夾在兩個周期之間的元素就一定有過渡的性質。這個詞雖然還在使用，但已失去了原意。

過渡金屬元素的一個周期稱為一個過渡系，第4、5、6周期的元素分別屬於第一、二、三過渡系。

族 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一過渡系 21
Sc
鈧 22
Ti
鈦 23
V
釩 24
Cr
鉻 25
Mn
錳 26
Fe
鐵 27
Co
鈷 28
Ni
鎳 29
Cu
銅 30
Zn
鋅
第二過渡系 39
Y
釔 40
Zr
鋯 41
Nb
鈮 42
Mo
鉬 43
Tc
鎝 44
Ru
釕 45
Rh
銠 46
Pd
鈀 47
Ag
銀 48
Cd
鎘
第三過渡系 71
Lu
鑥 72
Hf
鉿 73
Ta
鉭 74
W
鎢 75
Re
錸 76
Os
鋨 77
Ir
銥 78
Pt
鉑 79
Au
金 80
Hg
汞
第四過渡系 103
Lr
鐒 104
Rf
鑪 105
Db
釒杜 106
Sg
釒喜 107
Bh
釒波 108
Hs
釒黑 109
Mt
釒麥 110
Ds
鐽 111
Rg
112
Uub


性質
過渡金屬由於具有未充滿的價層d軌道，性質與其他元素有明顯差別。

由於這一區很多元素的電子構型中都有不少單電子（錳這一族尤為突出，d5構型），較容易失去，所以這些金屬都有可變價態，有的（如鐵）還有多種穩定存在的金屬離子。過渡金屬最高可以顯+7（錳）、+8（鋨）氧化態，前者由於單電子的存在，後者由於能級太高，價電子結合的較為鬆散。高氧化態存在於金屬的酸根或醘基中（如：VO43-釩酸根，VO22+釩醘基）。

對於第一過渡系，高氧化態經常是強氧化劑，並且它們都能形成有還原性的二價金屬離子。對於二、三過渡系，由於原子半徑大、價電子能量高的原因，低氧化態很難形成，其高氧化態也沒有氧化性。同一族的二、三過渡系元素具有相仿的原子半徑和相同的性質，這是由於鑭系收縮造成的。

由於空的d軌道的存在，過渡金屬很容易形成配合物。金屬元素採用雜化軌道接受電子以達到16或18電子的穩定狀態。當配合物需要價層d軌道參與雜化時，d軌道上的電子就會發生重排，有些元素重排後可以使電子完全成對，這類物質稱為反磁性物質。相反，當價層d軌道不需要重排，或重排後還有單電子時，生成的配合物就是順磁性的。反磁性的物質沒有顏色，而順磁性的物質有顏色，其顏色因物質而異，甚至兩種異構體的顏色都是不同的。一些金屬離子的顏色也是有單電子的緣故。

大多數過渡金屬都是以氧化物或硫化物的形式存在於地殼中，只有金、銀等幾種單質可以穩定存在。

最典型的過渡金屬是4-10族。銅一族能形成配合物，但由於d10構型太穩定，最高價只能達到+3。靠近主族的稀土金屬沒有可變價態，也不能形成配合物。12族元素只有汞有可變價態，鋅基本上就是主族金屬。由於性質上的差異，有時銅、鋅兩族元素並不看作是過渡金屬，這時d區元素這一概念也就縮小至3到10族，銅鋅兩族合稱ds區元素。