Bei der elektrischen Ladung eines Übergangsmetallions geht es um die Anzahl der Elektronen, die es bei einer chemischen Reaktion an andere Atome verloren hat. Um die Ladung eines bestimmten Übergangsmetallatoms zu bestimmen, müssen Sie berücksichtigen, um welches Element es sich handelt, die Ladungen der anderen Atome im Molekül und die Nettoladung des Moleküls selbst. Die Ladungen sind immer ganze Zahlen, und die Summe aller Atomladungen entspricht der Ladung des Moleküls.
Wenn ein Atom bei einer chemischen Reaktion Elektronen verliert, nennt ein Chemiker diesen Vorgang Oxidation. Die Ladung eines Übergangsmetallatoms entspricht seinem Oxidationszustand und kann von +1 bis +7 variieren. Übergangsmetalle können leichter Elektronen verlieren als andere Elemente, da sie instabile Elektronen in ihren äußeren Orbitalen haben. Einige Oxidationsstufen sind bei verschiedenen Übergangsmetallen häufiger als andere, da diese Zustände relativ stabil sind. Zum Beispiel hat Eisen oder Fe mögliche Oxidationsstufen von +2, +3, +4, +5 und +6, aber seine üblichen Oxidationsstufen sind +2 und +3. Wenn Formeln für Übergangsmetalle ausgeschrieben werden, folgt dem Namen des Übergangsmetalls eine römische Zahl von seine Oxidationsstufe in Klammern, sodass FeO, in dem Fe eine Oxidationsstufe von +2 hat, als Eisen (II) geschrieben wird. Oxid.
Sie können die Ladung von Übergangsmetallionen in neutralen Verbindungen leicht bestimmen, solange Sie die Ladung oder den Oxidationszustand der Atome kennen, die mit dem Übergangsmetall verbunden sind. MnCl2 enthält beispielsweise zwei Chloridionen, und das Chloridion hat bekanntlich eine Ladung oder Oxidationsstufe von –1. Zwei Chloridionen addieren sich zu –2, was Ihnen sagt, dass Mangan in MnCl2 eine Ladung von +2 haben muss, um die Verbindung neutral zu machen.
Übergangsmetallionen können sich mit anderen Atomarten verbinden, um positiv oder negativ geladene Molekülkomplexe zu bilden. Ein Beispiel für einen solchen Komplex ist das Permanganat-Ion MnO4–. Sauerstoff hat eine Oxidationsstufe oder Ladung von –2, also addieren sich die vier Sauerstoffatome zu einer Ladung von –8. Da die Gesamtladung des Permanganations –1 beträgt, muss Mangan eine Ladung von +7 haben.
Neutrale Übergangsmetallverbindungen, die in Wasser löslich sind, haben eine Ladung von +3 oder weniger. Ein Oxidationszustand von mehr als +3 bewirkt entweder eine Ausfällung der Verbindung oder eine Reaktion des Übergangsmetallions mit Wasser, um ein mit Sauerstoff komplexiertes Ion zu erzeugen. Zum Beispiel reagiert eine Verbindung mit Vanadium in der Oxidationsstufe +4 oder +5 mit Wasser, um ein Ion zu bilden, das aus einem Vanadium besteht (IV) Atom und einem Sauerstoffatom mit einer Ladung von +2 oder einem Ion bestehend aus einem Vanadium (V) Atom mit zwei Sauerstoffatomen und einer Ladung von +1.