La tavola periodica degli elementi è suddivisa in nove gruppi di elementi, basati su una serie di caratteristiche diverse. Tra questi gruppi ci sono i metalli di transizione e i metalli del gruppo principale. I metalli del gruppo principale sono in realtà una raccolta di metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi e metalli altrimenti non classificati. Tutti i metalli sono buoni conduttori di elettricità e calore, sebbene gruppi diversi abbiano differenze molto evidenti.
Gli elettroni orbitano attorno al nucleo di un atomo in un certo numero di gusci. Il numero di proiettili occupati dipende dall'elemento. Gli elettroni specifici che gli atomi condividono per formare legami con altri atomi sono chiamati elettroni di valenza. I metalli di transizione sono l'unico gruppo di elementi i cui elettroni di valenza si trovano in più di un guscio, o livello energetico. Ciò consente molti stati di ossidazione. Altri gruppi di elementi hanno solo elettroni di valenza nel guscio elettronico più esterno.
Gli atomi possono avere due tipi di legami: covalenti e ionici. I legami covalenti si verificano quando una o più coppie di elettroni sono condivise tra due atomi, mentre i legami ionici si verificano quando un atomo perde un elettrone a favore di un altro atomo. I metalli di transizione tendono a formare legami covalenti più facilmente dei metalli del gruppo principale perché i metalli di transizione sono più elettronegativi dei metalli del gruppo principale. I metalli del gruppo principale formano legami elettricamente neutri, mentre i metalli di transizione tendono a formare legami che hanno un eccesso di ioni negativi.
Alcuni dei metalli del gruppo principale sono i più reattivi di tutti gli elementi della tavola periodica. I metalli alcalini scendono in reattività dalla parte superiore del gruppo, il litio, all'estremità più pesante, incluso il potassio. Questo perché i loro elettroni di valenza si trovano nell'orbitale s. Gli elettroni interni annullano gran parte della carica positiva del nucleo, il che rende facile per l'elettrone di valenza reagire con altri elementi. I metalli di transizione trattengono meglio i loro elettroni di valenza, rendendo più difficile per loro reagire con altri elementi. Questo è il motivo per cui il piombo, un metallo di transizione, si trova in natura non reagito, mentre il sodio, un metallo del gruppo principale, è quasi sempre legato ad un altro elemento.
I metalli di transizione hanno le densità più alte di qualsiasi gruppo sulla tavola periodica e le loro densità aumentano costantemente e gradualmente. Hanno punti di fusione più alti rispetto ai metalli del gruppo principale, secondo l'Università delle Indie Occidentali. I metalli di transizione hanno un rapporto carica-raggio più elevato rispetto ai metalli del gruppo principale e sono gli unici metalli noti per produrre composti paramagnetici. I metalli di transizione sono usati come catalizzatori nelle reazioni più spesso dei metalli del gruppo principale.
