A kémiában az átmenetifém kifejezés jelentése kétféle lehet:
A periódusos rendszer azon elemeit nevezik így, amelyek a d-mezőben találhatók, beleértve a cinket (Zn), kadmiumot (Cd) és higanyt (Hg) – ezek a 3–12. csoport elemei.Housecroft, C. E. and Sharpe, A. G. (2005) Inorganic Chemistry, 2nd ed, Pearson Prentice-Hall, pp. 20–21. Szigorúbban véve a IUPAC, a kémiai nevezéktannal foglalkozó nemzetközi bizottság meghatározása szerint az átmenetifém olyan elem, melynek atomja hiányos d-alhéjjal rendelkezik, vagy amelyből hiányos d-alhéjú kation keletkezhet. Ezen meghatározás szerint a cink-kadmium-higany csoport nem tartozik az átmenetifémek közé (és talán a 112-es rendszámú elem sem), mivel d10 elektronszerkezettel rendelkeznek. Ez a definíció a periódusos rendszer 3–11. csoportját foglalja magába.
Csoport 3 (III. B) 4 (IV. B) 5 (V. B) 6 (VI. B) 7 (VII. B) 8 (VIII. B) 9 (VIII. B) 10 (VIII. B) 11 (I. B) 12 (II. B) 4. Periódus Sc 21 Ti 22 V 23 Cr 24 Mn 25 Fe 26 Co 27 Ni 28 Cu 29 Zn 30 5. Periódus Y 39 Zr 40 Nb 41 Mo 42 Tc 43 Ru 44 Rh 45 Pd 46 Ag 47 Cd 48 6. Periódus La 57 - Lu 71 Hf 72 Ta 73 W 74 Re 75 Os 76 Ir 77 Pt 78 Au 79 Hg 80 7. Periódus Ac 89 - Lr 103 Rf 104 Db 105 Sg 106 Bh 107 Hs 108 Mt 109 Ds 110 Rg 111 Cn 112
Az egyszerű meghatározás szerint tehát az átmenetifémek közé az a 40 elem tartozik, melyek a periódusos rendszer 3–12. csoportjai egyikében találhatók. Az átmenetifémek közé értik olykor a lantanoidákat és az aktinoidákat is.
Tulajdonságaik Az átmenetifémek számos jellemző, közös tulajdonsággal rendelkeznek: Vegyületeik gyakran (de nem mindig) színesek Több oxidációs számuk lehet Gyakran jó katalizátorok Szobahőmérsékleten az arany és réz kivételével a színük szürke Szobahőmérsékleten a higany kivételével szilárd halmazállapotúak Komplex ionokat képeznek (akva-komplexeket is beleértve) Gyakran paramágnesesek A legtöbb átmenetifémnek nagy a szakítószilárdsága és a sűrűsége, magas az olvadás- és a forráspontja, illetve a legtöbb ilyen elem jó elektromos vezető is. Ezek a tulajdonságok annak köszönhetők, hogy a d-alhéj elektronjai képesek a fémrácsban delokalizálódni, ezzel növelve az atomok közötti kohéziót.
Több olyan tulajdonság is van, ami a periódusos rendszer elemeiből elsősorban az átmenetifémekre jellemző. Ezek a tulajdonságok abból adódnak, hogy a d-atompályák csak részlegesen vannak feltöltve. Az egyik ilyen tulajdonság, hogy az átmenetifémekből képzett vegyületek lehetséges oxidációs állapotainak száma nagy, mivel a különböző állapotok közötti energiakülönbség viszonylag alacsony. A másik jellegzetes viselkedés az olyan vegyületek képzése, amelyek színe d-d átmenettel, illetve töltésátmenettel magyarázható. Emellett pedig az átmenetifémek sok paramágneses vegyület képzésére képesek a párosítatlan d-elektronok jelenléte miatt.
A legtöbb átmenetifém sok ligandummal képes kötést kialakítani, mely a lehetséges átmenetifém-komplexek széles körét eredményezi.Hogan, C. Michael (2010). "Heavy metal" in Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment. E. Monosson and C. Cleveland (eds.) Washington DC.
Vegyületeikben előforduló oxidációs számok lang=hu|középre|frame|Az átmenetifémek egyes oxidációs számait mutató ábra. Az ábrán a telt kör az elem szokásos, az üres kör annak ritkábban előforduló (energetikailag kevésbé kedvező) oxidációs számát mutatja.
Az ábrán látható, hogy: az oxidációs szám a szkandium és mangán között növekszik, majd a rézig csökken. Az ábra formája innen ismétlődik, de megjegyzendő ezen kívül, hogy az ennél nagyobb rendszámú elemek atomjaiban az elektronoknak nagyobb a tendenciája az egy atommaghoz való ragaszkodásra. az alacsonyabb oxidációs állapotban az elemek egyszerű ionokat képeznek, magasabb oxidációs állapotban kovalens kötést létesítenek elektronegatív elemekkel, például oxigénnel vagy fluorral, és többatomos ionokat képeznek, ún. kromátokat, vanadátokat, permanganátokat stb. Magasabb oxidációs állapotban az ionok oxidálószerként hathatnak, alacsonyabb oxidációs állapotban redukálószerként. Egy perióduson elején a 2+ ionok erős redukálószerek, majd a rendszám növekedtével egyre stabilabbak lesznek, míg a 3+ ionok az elején stabilak, és a periódusban jobbra haladva egyre jobb oxidáló tulajdonságot mutatnak.
Katalitikus hatásuk Az átmenetifémeknek gyakori alkalmazási területe a homogén, vagy heterogén katalizátorként való felhasználás.
Vegyületeik színezettsége bélyegkép|jobbra|250px|Az átmenetifém-vegyületek vizes oldatának színe balról jobbra Co(NO3)2 (vörös); K2Cr2O7 (narancssárga); K2CrO4 (sárga); NiCl2 (zöld); CuSO4 (kék); KMnO4 (lila).
Fordítás
Jegyzetek