Overgangsmetaal

Bovenste rij van overgangsmetalen. V.l.n.r.: Scandium, Titanium, Vanadium, Chroom, Mangaan, IJzer, Kobalt, Nikkel, Koper en Zink

In de scheikunde heeft de term overgangsmetaal (of overgangselement ) drie mogelijke definities:

De IUPAC (Internationale Unie van Pure en Toegepaste Chemie) - definitie zegt dat een overgangsmetaal als "een element waarvan het atoom een gedeeltelijk gevulde d -sub-schil (elektronen-schil) heeft, of dat aanleiding kan geven tot zogeheten kationen met een onvolledige d -sub-schil". Deze sub-schillen zijn gevuld met 1 tot 9 elektronen.
Veel wetenschappers beschrijven een "overgangsmetaal" als elk element in het d-blok (hieronder licht roze) van het Periodiek Systeem, dat de groepen (kolommen) 3 tot 12 op het periodiek systeem omvat. In de praktijk worden de f-blok lanthanide- en actinide-reeksen ook als overgangsmetalen gezien en worden ze "binnenste overgangsmetalen" genoemd.
F. Albert Cotton en Geoffrey Wilkinson breiden de korte IUPAC-definitie (zie hierboven) uit door te aan te geven welke elementen er precies zijn opgenomen. Naast de elementen van de groepen 4 tot 11, voegen ze scandium en yttrium toe in groep 3, die een gedeeltelijk gevulde d -subschil hebben in de zogeheten metallische toestand. Lanthaan en actinium, die zij als groep 3-elementen beschouwen, worden echter respectievelijk geclassificeerd als lanthaniden en actiniden.

De Engelse chemicus Charles Rugeley Bury (1890-1968) gebruikte het woord transitie voor het eerst in deze context in 1921, toen hij verwees naar een overgangsreeks van elementen tijdens de verandering van een binnenste laag elektronen. Deze elementen staan nu bekend als het d-blok.

Eigenschappen

Zoals de naam al aangeeft, zijn alle overgangsmetalen metalen en dus geleiders van elektriciteit. Over het algemeen hebben overgangsmetalen een hoge dichtheid en hoge smelt- en kookpunten. Behalve kwik dat een veel lager smeltpunt heeft en vloeibaar is bij kamertemperatuur en standaarddruk. De meeste overgangsmetalen zijn dus redelijk stevig tot stevig en hebben een zwakke tot sterkere magnetische aantrekking.

De overgangsmetalen bevatten ook de zogeheten edelmetalen Zilver, Goud en Platina. Hoewel je bij de Olympische Spelen brons kunt winnen (3e prijs), is dit géén edelmetaal, maar een legering van koper en tin. Koper is ook een overgangsmetaal, maar tin is een hoofdgroepmetaal.

Rijen

In het Periodiek Systeem komen in de rijen 4 tot en met 7 (inclusief de Lanthaniden en de actiniden) overgangsmetalen voor

Rij 4 de 3d-overgangsmetalen van scandium tot en met zink
Rij 5 de 4d-overgangsmetalen van yttrium tot en met cadmium
Rij 6 (+Actiniden) de 5d-overgangsmetalen van hafnium tot en met kwik
Rij 7 (+Lanthaniden) de 6d-overgangsmetalen van rutherfordium tot en met copernicium. Dit zijn allemaal kunstmatig gemaakte elementen met een zogeheten verval waarbij radioactiviteit en energie vrij komt.