Hvad gør overgangsmetaller så unikke?

Overgangsmetaller inkluderer almindelige metaller som jern og guld. Overgangsmetalerne vises i de midterste kolonner i det periodiske system. Årsagerne til, at overgangsmetaller er unikke, inkluderer legeringsegenskaber, konstruktionsfordele, elektricitetsledningsevne og deres anvendelse som katalysatorer.

Overgangsmetaller indeholder atomer af lignende størrelse, hvis de er i samme række i det periodiske system. For eksempel har overgangsmetalatomer i række D, såsom zink og jern, omtrent samme radius, så de er nemme at blande sammen og skaber en metallegering. Legeringer er nyttige, fordi det kombinerede metal inkluderer fordelene ved et metal, såsom korrosionsbestandighed, og kan reducere ulemperne ved det andet metal, såsom højere omkostninger. Nikkel og kobber er også overgangsmetaller i række D, hvilket gør det let at blande for at smede metallegeringsmønter og skulpturer.

Overgangsmetaller har normalt flere oxidationstilstande. Elementer, der findes i andre kolonner, har ofte en enkelt oxidationstilstand, klor er altid -1, calcium er altid +2. Dette betyder, at når forskere henviser til calciumchlorid, er det altid forbindelsen CaCl2, da summen af ​​oxidationstilstande er nul i en ionisk forbindelse. Et overgangsmetal som mangan har flere oxidationstilstande, så det at kombinere det med ilt -2 giver dig ikke nok information til at forklare formlen af ​​manganoxid. Forskere skriver mangan (IV) oxid for at beskrive mangan i +4 oxidationstilstand, så oxidet er MnO2. Dette er en anden forbindelse end mangan (II) oxid, MnO.

Overgangsmetaller inkluderer nyttige strukturelle egenskaber. Elementer som kobber og jern kan bøjes i forskellige former, mens de forbliver stærke nok til at understøtte andre vægte. Dette gør overgangsmetalerne gode at bruge i konstruktionen. Den lette bøjning af metallet eller smidbarhed og metalejendommen ved at strække uden at bryde eller duktilitet er fordele ved mange overgangsmetaller.

Overgangsmetaller er gode ledere. Metaller som kobber, guld og zink, der strækkes ud i ledninger, overfører elektricitet gennem kraftledninger og mellem apparater i hjemmet. Overgangsmetaller er gode ledere af samme grund, at de har flere oxidationstilstande; de kan acceptere varierende antal elektroner.

Alle overgangsmetalatomer i en række i det periodiske system har det samme arrangement af elektroner i metalets ydre orbitalskal atom, og en indre orbital i metalatomet fyldes med elektroner, der bevæger sig fra venstre mod højre over rækken, ifølge Colorado State Universitet. Den ydre orbital er allerede fyldt, så atomet tilføjer eller mister elektroner uden at ændre egenskaber som atomradius.

Biologiske organismer indeholder overgangsmetaller. Overgangsmetalkatalysatorer fremskynder mange reaktioner i kroppen, så små mængder af mange overgangsmetaller er nødvendige mineraler, der findes i vitaminpiller. Overgangsmetalkomplekser inkluderer medicin som kræftlægemidlet Cisplatin, ifølge Michigan State University.