Τι κάνει τα μεταβατικά μέταλλα τόσο μοναδικά;

Μεταβατικά μέταλλα περιλαμβάνουν κοινά μέταλλα όπως σίδηρος και χρυσός. Τα μέταλλα μετάβασης εμφανίζονται στις μεσαίες στήλες του περιοδικού πίνακα. Οι λόγοι για τους οποίους τα μέταλλα μετάβασης είναι μοναδικά περιλαμβάνουν ιδιότητες κράματος, πλεονεκτήματα κατασκευής, αγωγιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας και χρήση τους ως καταλύτες.

Τα μεταβατικά μέταλλα περιέχουν άτομα παρόμοιου μεγέθους, εάν βρίσκονται στην ίδια σειρά του περιοδικού πίνακα. Για παράδειγμα, τα μεταλλικά άτομα μετάβασης στη σειρά D, όπως ο ψευδάργυρος και ο σίδηρος, έχουν περίπου την ίδια ακτίνα, οπότε είναι εύκολο να αναμιχθούν, δημιουργώντας ένα μεταλλικό κράμα. Τα κράματα είναι χρήσιμα επειδή το συνδυασμένο μέταλλο περιλαμβάνει τα πλεονεκτήματα ενός μετάλλου, όπως αντοχή στη διάβρωση, και μπορεί να μειώσει τα μειονεκτήματα του άλλου μετάλλου, όπως υψηλότερο κόστος. Το νικέλιο και ο χαλκός είναι επίσης μέταλλα μετάβασης στη σειρά D, επιτρέποντας την εύκολη ανάμιξη για σφυρηλάτηση μεταλλικών νομισμάτων και γλυπτών.

Τα μεταβατικά μέταλλα έχουν συνήθως πολλές καταστάσεις οξείδωσης. Τα στοιχεία που βρίσκονται σε άλλες στήλες έχουν συχνά μία κατάσταση οξείδωσης, το χλώριο είναι πάντα -1, το ασβέστιο είναι πάντα +2. Αυτό σημαίνει ότι όταν οι επιστήμονες αναφέρονται στο χλωριούχο ασβέστιο, είναι πάντα η ένωση CaCl2, καθώς το άθροισμα των καταστάσεων οξείδωσης είναι μηδέν σε μια ιοντική ένωση. Ένα μεταβατικό μέταλλο όπως το μαγγάνιο έχει πολλές καταστάσεις οξείδωσης, οπότε ο συνδυασμός του με οξυγόνο, -2, δεν σας δίνει αρκετές πληροφορίες για να εξηγήσετε τον τύπο του οξειδίου του μαγγανίου. Οι επιστήμονες γράφουν το οξείδιο του μαγγανίου (IV) για να περιγράψουν το μαγγάνιο σε κατάσταση οξείδωσης +4, επομένως το οξείδιο είναι MnO2 Αυτή είναι μια διαφορετική ένωση από το οξείδιο του μαγγανίου (II), MnO.

Τα μεταβατικά μέταλλα περιλαμβάνουν χρήσιμες δομικές ιδιότητες. Στοιχεία όπως ο χαλκός και ο σίδηρος μπορούν να λυγίσουν σε διαφορετικά σχήματα, ενώ παραμένουν αρκετά ισχυρά για να υποστηρίξουν άλλα βάρη. Αυτό καθιστά τα μέταλλα μετάβασης καλή χρήση στις κατασκευές. Η ευκολία κάμψης του μετάλλου, ή η ελαστικότητα, και η μεταλλική ιδιότητα του τεντώματος χωρίς σπάσιμο, ή ολκιμότητα, είναι πλεονεκτήματα πολλών μετάλλων μετάβασης.

Μεταβατικά μέταλλα είναι καλοί αγωγοί. Μέταλλα όπως ο χαλκός, ο χρυσός και ο ψευδάργυρος που εκτείνονται σε καλώδια μεταδίδουν ηλεκτρισμό μέσω ηλεκτροφόρων καλωδίων και μεταξύ συσκευών στο σπίτι. Τα μεταβατικά μέταλλα είναι καλοί αγωγοί για τον ίδιο λόγο που έχουν πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης. μπορούν να δεχτούν διάφορους αριθμούς ηλεκτρονίων.

Όλα τα άτομα μετάλλων μετάβασης σε μια σειρά του περιοδικού πίνακα έχουν την ίδια διάταξη ηλεκτρονίων στο εξωτερικό τροχιακό κέλυφος του μετάλλου άτομο και μια εσωτερική τροχιά του μεταλλικού ατόμου γεμίζει με ηλεκτρόνια που κινούνται από αριστερά προς τα δεξιά κατά μήκος της σειράς, σύμφωνα με το Κολοράντο Πανεπιστήμιο. Η εξωτερική τροχιά είναι ήδη γεμάτη, έτσι το άτομο προσθέτει ή χάνει ηλεκτρόνια χωρίς να αλλάζει πολύ ιδιότητες όπως η ατομική ακτίνα.

Οι βιολογικοί οργανισμοί περιέχουν μέταλλα μετάβασης. Οι καταλύτες μετάλλων μετάβασης επιταχύνουν πολλές αντιδράσεις στο σώμα, έτσι μικρές ποσότητες πολλών μετάλλων μετάπτωσης είναι απαραίτητα μέταλλα που βρίσκονται στα χάπια βιταμινών. Τα μεταβατικά μεταλλικά σύμπλοκα περιλαμβάνουν φάρμακα όπως το καρκινικό φάρμακο Cisplatin, σύμφωνα με το Michigan State University.