Mengapa Logam Transisi Katalis Yang Baik?

Logam transisi adalah salah satu dari berbagai unsur logam seperti kromium, besi dan nikel yang memiliki elektron valensi dalam dua kulit, bukan hanya satu. Elektron valensi mengacu pada elektron tunggal yang bertanggung jawab atas sifat kimia atom. Logam transisi adalah katalis logam yang baik karena mudah meminjamkan dan mengambil elektron dari molekul lain. Katalis adalah zat kimia yang, ketika ditambahkan ke reaksi kimia, tidak mempengaruhi termodinamika reaksi tetapi meningkatkan laju reaksi.

Katalis bekerja dengan jalur katalitik ke dalam reaksi. Mereka meningkatkan frekuensi tumbukan antara reaktan tetapi tidak mengubah sifat fisik atau kimianya. Katalis mempengaruhi laju reaksi tanpa mempengaruhi termodinamika. Oleh karena itu, katalis menyediakan jalur energi alternatif yang lebih rendah untuk berlangsungnya reaksi. Katalis mempengaruhi keadaan transisi reaksi dengan memberikan keadaan transisi jalur aktivasi energi yang lebih rendah.

Logam transisi sering dikacaukan dengan logam "blok-d" dalam tabel periodik. Meskipun logam transisi termasuk dalam blok-d tabel periodik unsur, tidak semua logam blok-d dapat disebut logam transisi. Misalnya, skandium dan seng bukan logam transisi, meskipun mereka adalah elemen blok-d. Agar elemen blok-d menjadi logam transisi, ia harus memiliki orbital d yang terisi tidak lengkap.

Alasan terpenting logam transisi adalah katalis yang baik adalah karena mereka dapat meminjamkan elektron atau menarik elektron dari reagen, tergantung pada sifat reaksi. Kemampuan logam transisi untuk berada dalam berbagai keadaan oksidasi, kemampuan untuk bertukar antara oksidasi keadaan dan kemampuan untuk membentuk kompleks dengan reagen dan menjadi sumber elektron yang baik membuat logam transisi menjadi baik katalis.

Ion skandium Sc3+ tidak memiliki elektron d dan bukan merupakan logam transisi. Ion seng, Zn2+, memiliki orbital d yang terisi penuh sehingga bukan merupakan logam transisi. Logam transisi harus memiliki elektron d yang tersisa, dan mereka memiliki keadaan oksidasi yang bervariasi dan dapat dipertukarkan. Tembaga adalah contoh ideal dari logam transisi dengan tingkat oksidasi variabel Cu2+ dan Cu3+. Orbital d yang tidak lengkap memungkinkan logam untuk memfasilitasi pertukaran elektron. Logam transisi dapat memberi dan menerima elektron dengan mudah, sehingga membuatnya disukai sebagai katalis. Keadaan oksidasi logam mengacu pada kemampuan logam untuk membentuk ikatan kimia.

Logam transisi bertindak dengan membentuk kompleks dengan reagen. Jika keadaan transisi reaksi menuntut elektron, logam transisi dalam kompleks logam mengalami reaksi oksidasi atau reduksi untuk memasok elektron. Jika terjadi penumpukan elektron berlebih, logam transisi dapat menahan kelebihan kerapatan elektron, sehingga membantu terjadinya reaksi. Sifat logam transisi untuk menjadi katalis yang baik juga tergantung pada sifat penyerapan atau adsorpsi logam dan kompleks logam transisi.