Elementen in het periodiek systeem worden vaak onderverdeeld in vier categorieën: hoofdgroepselementen, overgangsmetalen, lanthaniden en actiniden. De belangrijkste elementen van de groep zijn actieve metalen in twee kolommen uiterst links van het periodiek systeem en metalen, halfmetalen en niet-metalen in zes kolommen uiterst rechts. Deze overgangsmetalen zijn metalen elementen die fungeren als een soort brug of overgang tussen de delen van de zijkanten van het periodiek systeem.
Wat is dit
Van alle chemische elementgroepen kunnen de overgangsmetalen het moeilijkst te identificeren zijn, omdat er verschillende meningen zijn over wat er precies moet worden opgenomen. Volgens een van de definities omvatten ze alle stoffen met een gedeeltelijk gevulde d-elektronensubschil (bewoner). Deze omschrijving is van toepassing op groep 3 t/m12e in het periodiek systeem, hoewel de f-blokelementen (de lanthaniden en actiniden onder het grootste deel van het periodiek systeem) ook overgangsmetalen zijn.
Hun naam komt van de Engelse chemicus Charles Bury, die het in 1921 gebruikte.
Plaats in het periodiek systeem
Overgangsmetalen zijn alle reeksen in groepen van IB tot VIIIB van het periodiek systeem:
- van 21e (scandium) tot 29e (koper);
- van 39e (yttrium) tot 47e (zilver);
- van 57e (lanthaan) tot 79e (goud);
- van 89e (actinium) tot 112e (Copernicus).
De laatste groep omvat de lanthaniden en actiniden (de zogenaamde f-elementen, die hun speciale groep vormen, de rest zijn d-elementen).
Overgangsmetalen lijst
De lijst van deze elementen wordt weergegeven:
- scandium;
- titanium;
- vanadium;
- chroom;
- mangaan;
- ijzer;
- kob alt;
- nikkel;
- koper;
- zink;
- yttrium;
- zirkonium;
- niobium;
- molybdeen;
- technetium;
- ruthenium;
- rhodium;
- palladium;
- zilver;
- cadmium;
- hafnium;
- tantaal;
- wolfraam;
- rhenium;
- osmium;
- iridium;
- platina;
- goud;
- kwik;
- reserfodium;
- dubnium;
- seaborgium;
- borium;
- Hassiem;
- meitnerium;
- Darmstadt;
- Röntgenfoto;
- ununbiem.
De lanthanidegroep wordt vertegenwoordigd door:
- lanthaan;
- cerium;
- praseodymium;
- neodymium;
- promethium;
- samarium;
- europium;
- gadolinium;
- terbium;
- dysprosium;
- holmium;
- erbium;
- thulium;
- ytterbium;
- lutetium.
Actiniden worden vertegenwoordigd door:
- actinium;
- thorium;
- protactinium;
- uranium;
- neptunium;
- plutonium;
- americium;
- curium;
- berkelium;
- californium;
- einsteinium;
- fermiem;
- mendelevium;
- nobel;
- lawrencium.
Kenmerken
Bij de vorming van verbindingen kunnen metaalatomen worden gebruikt als valentie-s- en p-elektronen, evenals als d-elektronen. Daarom worden d-elementen in de meeste gevallen gekenmerkt door variabele valentie, in tegenstelling tot de elementen van de hoofdsubgroepen. Deze eigenschap bepa alt hun vermogen om complexe verbindingen te vormen.
De aanwezigheid van bepaalde eigenschappen bepa alt de naam van deze elementen. Alle overgangsmetalen van de serie zijn vast met hoge smelt- en kookpunten. Naarmate je van links naar rechts over het periodiek systeem beweegt, worden de vijf d-orbitalen meer gevuld. Hun elektronen zijn zwak gebonden, wat bijdraagt aan een hoge elektrische geleidbaarheid en compliantie.overgangselementen. Ze hebben ook een lage ionisatie-energie (vereist wanneer een elektron zich van een vrij atoom verwijdert).
Chemische eigenschappen
Overgangsmetalen vertonen een breed scala aan oxidatietoestanden of positief geladen vormen. Op hun beurt laten ze overgangselementen toe om veel verschillende ionische en gedeeltelijk ionische verbindingen te vormen. De vorming van complexen leidt tot de splitsing van d-orbitalen in twee energiesubniveaus, waardoor veel van hen bepaalde frequenties van licht kunnen absorberen. Zo worden karakteristieke gekleurde oplossingen en verbindingen gevormd. Deze reacties versterken soms de relatief lage oplosbaarheid van bepaalde verbindingen.
Overgangsmetalen worden gekenmerkt door een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid. Ze zijn kneedbaar. Vormen meestal paramagnetische verbindingen door ongepaarde d-elektronen. Ze hebben ook een hoge katalytische activiteit.
Er moet ook worden opgemerkt dat er enige controverse is over de classificatie van elementen op de grens tussen de hoofdgroep en overgangsmetaalelementen aan de rechterkant van de tabel. Deze elementen zijn zink (Zn), cadmium (Cd) en kwik (Hg).
Systematiseringsproblemen
Controverse over het al dan niet classificeren ervan als hoofdgroep of overgangsmetalen suggereert dat het onderscheid tussen deze categorieën niet duidelijk is. Er zijn bepaalde overeenkomsten tussen hen: ze zien eruit als metalen, ze zijn kneedbaar enplastic geleiden ze warmte en elektriciteit en vormen ze positieve ionen. Het feit dat de twee beste geleiders van elektriciteit een overgangsmetaal (koper) en een hoofdgroepselement (aluminium) zijn, toont de mate aan waarin de fysieke eigenschappen van de elementen van de twee groepen elkaar overlappen.
Vergelijkende kenmerken
Er zijn ook verschillen tussen basis- en overgangsmetalen. Deze laatste zijn bijvoorbeeld meer elektronegatief dan de vertegenwoordigers van de hoofdgroep. Daarom is de kans groter dat ze covalente bindingen vormen.
Een ander verschil tussen metalen uit de hoofdgroep en overgangsmetalen is te zien in de formules van de verbindingen die ze vormen. De eerstgenoemde hebben de neiging om zouten te vormen (zoals NaCl, Mg 3 N 2 en CaS) waarin alleen de negatieve ionen voldoende zijn om de lading op de positieve ionen in evenwicht te brengen. Overgangsmetalen vormen analoge verbindingen zoals FeCl3, HgI2 of Cd (OH)2. Ze vormen echter vaker dan metalen uit de hoofdgroep complexen zoals FeCl4-, HgI42- en Cd (OH)42-, met een overmaat aan negatieve ionen.
Een ander verschil tussen de hoofdgroep en overgangsmetaalionen is het gemak waarmee ze stabiele verbindingen vormen met neutrale moleculen zoals water of ammoniak.
