Pereinamieji metalai yra bet kuris iš įvairių metalinių elementų, tokių kaip chromas, geležis ir nikelis, kurių valentiniai elektronai yra ne viename, o dviejuose apvalkaluose. Valentinis elektronas reiškia vieną elektroną, kuris yra atsakingas už chemines atomo savybes. Pereinamieji metalai yra geri metalo katalizatoriai, nes jie lengvai skolina ir paima elektronus iš kitų molekulių. Katalizatorius yra cheminė medžiaga, kuri, pridėta prie cheminės reakcijos, neturi įtakos reakcijos termodinamikai, bet padidina reakcijos greitį.
Katalizatorių poveikis
Katalizatoriai veikia katalizės keliais į reakciją. Jie padidina reagentų susidūrimų dažnumą, tačiau nekeičia jų fizinių ar cheminių savybių. Katalizatoriai daro įtaką reakcijos greičiui, nepaveikdami termodinamikos. Taigi katalizatoriai suteikia alternatyvų mažesnės energijos kelią reakcijai įvykti. Katalizatorius veikia reakcijos pereinamąją būseną, suteikdamas perėjimo būsenai žemesnės energijos aktyvacijos kelią.
Pereinamieji metalai
Pereinamieji metalai periodinėje lentelėje dažnai painiojami su „d-block“ metalais. Nors pereinamieji metalai priklauso periodinės elementų lentelės d-blokui, ne visus d-blokinius metalus galima vadinti pereinamaisiais metalais. Pavyzdžiui, skandis ir cinkas nėra pereinamieji metalai, nors jie yra d-blokiniai elementai. Kad d-blokinis elementas būtų pereinamasis metalas, jis turi turėti ne iki galo užpildytą d-orbitą.
Kodėl pereinamieji metalai yra geri katalizatoriai
Svarbiausia priežastis, kodėl pereinamieji metalai yra geri katalizatoriai, yra ta, kad jie gali paskolinti elektronus arba ištraukti elektronus iš reagento, atsižvelgiant į reakcijos pobūdį. Pereinamųjų metalų gebėjimas būti įvairiose oksidacijos būsenose, gebėjimas pasikeisti oksidacija būsenos ir galimybė formuoti kompleksus su reagentais ir būti geru elektronų šaltiniu daro pereinamuosius metalus gerus katalizatoriai.
Pereinamieji metalai kaip elektronų priėmėjas ir donoras
Scandio jonas Sc3 + neturi d-elektronų ir nėra pereinamasis metalas. Cinko jonas Zn2 + turi visiškai užpildytą d-orbitą, taigi tai nėra pereinamasis metalas. Pereinamieji metalai turi turėti atsarginių d-elektronų, jie turi kintamas ir keičiamas oksidacijos būsenas. Varis yra idealus pereinamojo metalo pavyzdys, kurio kintamos oksidacijos būsenos Cu2 + ir Cu3 +. Nepilna d-orbita leidžia metalui palengvinti elektronų mainus. Pereinamieji metalai gali lengvai duoti ir priimti elektronus, todėl jie yra palankūs kaip katalizatoriai. Metalo oksidacijos būsena reiškia metalo sugebėjimą sudaryti chemines jungtis.
Pereinamųjų metalų veiksmas
Pereinamieji metalai veikia formuodami kompleksus su reagentu. Jei reakcijos pereinamoji būsena reikalauja elektronų, metalų kompleksuose esantys pereinamieji metalai vykdo oksidacijos arba redukcijos reakcijas tiekdami elektronus. Jei yra elektronų perteklius, pereinamieji metalai gali išlaikyti perteklinį elektronų tankį, taip padėdami įvykti reakcijai. Pereinamųjų metalų savybė būti gerais katalizatoriais taip pat priklauso nuo metalo ir pereinamojo metalo komplekso absorbcijos ar adsorbcijos savybių.
