Geçiş metalleri, yalnızca bir yerine iki kabukta değerlik elektronlarına sahip olan krom, demir ve nikel gibi çeşitli metalik elementlerden herhangi biridir. Değerlik elektronu, atomun kimyasal özelliklerinden sorumlu olan tek bir elektronu ifade eder. Geçiş metalleri iyi metal katalizörlerdir, çünkü diğer moleküllerden kolayca elektron verir ve alırlar. Katalizör, kimyasal reaksiyona eklendiğinde reaksiyonun termodinamiğini etkilemeyen ancak reaksiyon hızını artıran kimyasal bir maddedir.
Katalizörlerin Etkisi
Katalizörler, reaksiyona katalitik yollarla çalışır. Tepkimeye girenler arasındaki çarpışma sıklığını arttırırlar ancak fiziksel veya kimyasal özelliklerini değiştirmezler. Katalizörler, termodinamiği etkilemeden reaksiyon hızını etkiler. Katalizörler böylece reaksiyonun gerçekleşmesi için alternatif, daha düşük enerjili bir yol sağlar. Bir katalizör, geçiş durumuna daha düşük enerjili bir aktivasyon yolu sağlayarak bir reaksiyonun geçiş durumunu etkiler.
Geçiş metalleri
Periyodik cetvelde geçiş metalleri genellikle "d-blok" metalleri ile karıştırılır. Geçiş metalleri, elementlerin periyodik tablosunun d-blokuna ait olsa da, tüm d-blok metalleri geçiş metalleri olarak adlandırılamaz. Örneğin, skandiyum ve çinko, d-blok elementleri olmalarına rağmen geçiş metalleri değildir. Bir d-blok elemanının geçiş metali olması için, tam olarak doldurulmamış bir d-yörüngesine sahip olması gerekir.
Geçiş Metalleri Neden İyi Katalizörlerdir?
Geçiş metallerinin iyi katalizörler olmasının en önemli nedeni, reaksiyonun doğasına bağlı olarak reaktiften elektron verebilmeleri veya elektron çekebilmeleridir. Geçiş metallerinin çeşitli oksidasyon durumlarında olma yeteneği, oksidasyon durumları arasında değişebilme yeteneği durumları ve reaktiflerle kompleksler oluşturma ve elektronlar için iyi bir kaynak olma yeteneği geçiş metallerini iyi yapar katalizörler.
Elektron Alıcı ve Verici Olarak Geçiş Metalleri
Skandiyum iyonu Sc3+ d-elektronu içermez ve bir geçiş metali değildir. Çinko iyonu, Zn2+, tamamen dolu bir d-orbitaline sahiptir ve bu nedenle bir geçiş metali değildir. Geçiş metallerinin yedek d-elektronları olması gerekir ve bunlar değişken ve değiştirilebilir oksidasyon durumlarına sahiptir. Bakır, değişken oksidasyon durumları Cu2+ ve Cu3+ ile ideal bir geçiş metali örneğidir. Eksik d-orbital, metalin elektron alışverişini kolaylaştırmasına izin verir. Geçiş metalleri elektronları hem kolayca verebilir hem de alabilir, böylece onları katalizör olarak uygun hale getirir. Bir metalin oksidasyon durumu, metalin kimyasal bağlar oluşturma yeteneğini ifade eder.
Geçiş Metallerinin Etkisi
Geçiş metalleri, reaktif ile kompleksler oluşturarak hareket eder. Reaksiyonun geçiş durumu elektron gerektiriyorsa, metal komplekslerindeki geçiş metalleri elektron sağlamak için oksidasyon veya indirgeme reaksiyonlarına girer. Fazla elektron birikimi varsa, geçiş metalleri fazla elektron yoğunluğunu tutabilir ve böylece reaksiyonun gerçekleşmesine yardımcı olabilir. Geçiş metallerinin iyi katalizör olma özelliği, metalin ve geçiş metali kompleksinin absorpsiyon veya adsorpsiyon özelliklerine de bağlıdır.