过渡金属元素

过渡元素是指元素周期表中d区的一系列金属元素，又称过渡金属。一般来说，这一区域包括3到12一共十个族的元素，但不包括f区的内过渡元素。
“过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出，用于指代8、9、10三族元素。他认为从碱金属到锰族是一个“周期”，铜族到卤素又是一个，那么夹在两个周期之间的元素就一定有过渡的性质。这个词虽然还在使用，但已失去了原意。
过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系，第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三过渡系。
族 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一过渡系 21
Sc
钪 22
Ti
钛 23
V
钒 24
Cr
铬 25
Mn
锰 26
Fe
铁 27
Co
钴 28
Ni
镍 29
Cu
铜 30
Zn
锌
第二过渡系 39
Y
钇 40
Zr
锆 41
Nb
铌 42
Mo
钼 43
Tc
锝 44
Ru
钌 45
Rh
铑 46
Pd
钯 47
Ag
银 48
Cd
镉
第三过渡系 71
Lu
镥 72
Hf
铪 73
Ta
钽 74
W
钨 75
Re
铼 76
Os
锇 77
Ir
铱 78
Pt
铂 79
Au
金 80
Hg
汞
第四过渡系 103
Lr
铹 104
Rf
钅卢 105
Db
钅杜 106
Sg
钅喜 107
Bh
钅波 108
Hs
钅黑 109
Mt
钅麦 110
Ds
钅达 111
Rg
钅仑 112
Uub
[编辑] 性质
过渡金属由于具有未充满的价层d轨道，基於十八电子规则，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，d5构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，有的（如铁）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电子的稳定状态。当配合物需要价层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。反磁性的物质没有颜色，而顺磁性的物质有颜色，其颜色因物质而异，甚至两种异构体的颜色都是不同的。一些金属离子的颜色也是有单电子的缘故。
大多数过渡金属都是以氧化物或硫化物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。铜一族能形成配合物，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、锌两族元素并不看作是过渡金属，这时d区元素这一概念也就缩小至3到10族，铜锌两族合称ds区元素。