Bespreking van de overgangsmetalen

Alle elementen in het d-blok van het periodiek systeem zijn overgangsmetalen. Aan het einde van het blok gaan qua werking de d-elektronen over van valentie-elektronen naar binnenelektronen. Alle overgangsmetalen zijn metalen en dus geleiders van elektriciteit. Metaal eigenschappen en uiterlijk zijn het gevolg van de metaalbinding. De kracht tussen de atomen (cohesie) in het metaal stijgt met het aantal gedeelde elektronen en het metaal krijgt daardoor een hoge dichtheid en een hoog smelt- en kookpunt.

Plaats overgangsmetalen in het periodiek systeem

De overgangsmetalen bevinden zich in het midden van het periodiek systeem, het zijn de groepen 3 tot en met 12. Het zijn de metalen van het d-blok en ze vormen de overgang van de niet metallische s-blok elementen links in het systeem naar de hoofdmetaalgroep elementen in het p-blok rechts in het systeem.

Van links naar rechts over het periodiek systeem, worden de 5 d-orbitalen gevuld. De d-elektronen zijn losjes gebonden, wat tot de hoge elektrische geleiding leidt. Overgangsmetalen hebben vaak meerdere valenties. Zo kan bijvoorbeeld een chroom-ion een lading hebben van 2+, 3+ of 6+ en mangaan-ionen een lading van 2+, 4+ of 7+.

Chemische elementen met evenveel valentie-elektronen staan onder elkaar in het periodiek systeem en hebben vergelijkbare chemische eigenschappen want de chemische eigenschappen worden grotendeels bepaald door de buiten(valentie)elektronen. De metalen hebben de warmte- en elektrische stroom gemeen en zijn goed bewerkbaar door verspanen, lassen en goed koud en warm vervormbaar.

Overgangsmetalen worden gekenmerkt door de metaalbinding.

Een valentie-elektron is een matig gebonden elektron in de buitenste elektronenschil (valentieschil) van een atoom. Deze valentie-elektronen zijn verantwoordelijk voor het chemisch gedrag van het metaal. De aantrekkingskracht van de atoomkern op de valentie-elektronen wordt door het scherm van negatieve binnenelektronen afgezwakt. Bovendien bevinden zich de buitenelektronen op relatief grote afstand van de atoomkern waardoor de invloed van kern verder verzwakt en worden de valentie-elektronen gemakkelijk door het atoom losgelaten. Het metaalatoom verandert daardoor zelf in een positief metaalion. Het resultaat is de metaalbinding die wordt gekenmerkt door een negatief geladen zwerm vrije elektronen die de positieve metaalionen tegen elkaar aan trekt in een compacte, meestal kubische, roosterstructuur.

Enkele bijzonderheden van overgangsmetalen

• Overgangsmetalen zijn ferromagnetisch, paramagnetisch of diamagnetisch. De drie sterke ferromagnetische overgangsmetalen ijzer, kobalt en nikkel worden toegepast in magnetische apparatuur.
• De eerste metalen verwerkt door de prehistorische mens waren overgangsmetalen, zoals koper, ijzer en zink.
• Verscheidene dure metalen die worden gebruikt bij het maken van sieraden zijn overgangsmetalen, zoals goud, zilver en platina.
• Andere overgangsmetalen zoals titaan, chroom en cadmium worden gebruikt in specifieke constructies.
• Veel van de bijzondere eigenschappen van overgangsmetalen worden toegepast in de high-tech industrie.
• Tantaal geleidt elektriciteit, maar tantaaloxide niet; deze eigenschap vormt de bases van elektrolytische condensatoren die worden gebruikt in bijvoorbeeld computers.
• Palladium, speelt een belangrijke rol in het "koude fusie" onderzoek.
• Kwik, een overgangsmetaal is het enige "metaal" dat bij kamertemperatuur vloeibaar is.
• Het dichtste metaal is osmium, een overgangsmetaal, iridium is de op een na dichtste element en tevens het meest corrosiebestendig metaal en in tegenstelling tot andere overgangsmetalen, kan het met niet-metalen reageren tot metaalzouten .
• Iridium verbindt zich gemakkelijk met ijzer, de meeste iridium op aarde heeft zich bij de vorming van de aardkorst verbonden met ijzer en is in het magma gezakt .
• Er zijn sporen van iridium in de aardkorst op een diepte dat overeenkomt met het aardoppervlak 65 miljoen jaar geleden. Het bestaan van deze wereldwijde iridiumlaag is een sterk bewijs dat een asteroïde inslag de dinosaurussen deed uitsterven.