Prijelazni metali su bilo koji od različitih metalnih elemenata poput kroma, željeza i nikla koji imaju valentne elektrone u dvije ljuske umjesto u samo jednoj. Valentni elektron odnosi se na jedan elektron koji je odgovoran za kemijska svojstva atoma. Prijelazni metali su dobri metalni katalizatori jer lako posuđuju i uzimaju elektrone iz drugih molekula. Katalizator je kemijska tvar koja, dodana kemijskoj reakciji, ne utječe na termodinamiku reakcije, ali povećava brzinu reakcije.
Učinak katalizatora
Katalizatori djeluju katalitičkim putovima u reakciju. Povećavaju učestalost sudara između reaktanata, ali ne mijenjaju njihova fizička ili kemijska svojstva. Katalizatori utječu na brzinu reakcije bez utjecaja na termodinamiku. Katalizatori tako pružaju alternativni put niže energije za reakciju. Katalizator utječe na prijelazno stanje reakcije pružajući prijelaznom stanju put aktivacije niže energije.
Prijelazni metali
Prijelazne metale često miješaju s metalima "d-blok" u periodnom sustavu. Iako prijelazni metali pripadaju d-bloku periodnog sustava elemenata, svi se metali d-bloka ne mogu nazvati prijelaznim metalima. Na primjer, skandij i cink nisu prijelazni metali, iako su elementi d-bloka. Da bi element d-bloka bio prijelazni metal, on mora imati nepotpuno ispunjenu d-orbitalu.
Zašto su prijelazni metali dobri katalizatori
Najvažniji razlog zašto su prijelazni metali dobri katalizatori je taj što mogu posuditi elektrone ili povući elektrone iz reagensa, ovisno o prirodi reakcije. Sposobnost prijelaznih metala da budu u različitim oksidacijskim stanjima, sposobnost međusobne izmjene oksidacije stanja i sposobnost stvaranja kompleksa s reagensima i biti dobar izvor elektrona čine prijelazne metale dobrima katalizatori.
Prijelazni metali kao akceptor i donor elektrona
Skandij-ion Sc3 + nema d-elektrona i nije prijelazni metal. Cink-ion, Zn2 +, ima potpuno ispunjen d-orbital i tako nije prijelazni metal. Prijelazni metali moraju imati rezervne d-elektrone i oni imaju promjenjiva i zamjenjiva oksidacijska stanja. Bakar je idealan primjer prijelaznog metala s promjenjivim oksidacijskim stanjima Cu2 + i Cu3 +. Nepotpuna d-orbitala omogućuje metalu da olakša izmjenu elektrona. Prijelazni metali mogu i davati i prihvaćati elektrone, čineći ih povoljnim kao katalizatori. Stanje oksidacije metala odnosi se na sposobnost metala da tvori kemijske veze.
Djelovanje prijelaznih metala
Prijelazni metali djeluju stvaranjem kompleksa s reagensom. Ako prijelazno stanje reakcije zahtijeva elektrone, prijelazni metali u metalnim kompleksima podvrgavaju se reakcijama oksidacije ili redukcije kako bi opskrbili elektrone. Ako postoji prekomjerno nakupljanje elektrona, prijelazni metali mogu zadržati višak elektronske gustoće, pomažući tako reakciji. Svojstvo prijelaznih metala da budu dobri katalizatori također ovisi o apsorpcijskim ili adsorpcijskim svojstvima metala i kompleksa prijelaznih metala.