Wat zijn overgangsmetalen?

Overgangsmetalen zijn chemische elementen die de ongebruikelijke eigenschap delen van het splitsen van de valentie-elektronen die chemische bindingen kunnen vormen met andere elementen tussen de twee buitenste omhulsels van hun structuur. Normaal gesproken kan alleen de buitenste schaal valentie-elektronen bijdragen. Dit unieke gedrag leidt tot enkele onderscheidende eigenschappen waardoor de overgangsmetalen zich onderscheiden van andere elementen. Ze hebben bijvoorbeeld een aantal oxidatietoestanden en hebben de neiging zeer stabiele bindingen te vormen met een verscheidenheid aan elementen.

Deze elementen bevinden zich rond het midden van het periodiek systeem en beslaan het grootste deel van het gebied dat bekend staat als het d-blok. Sommige simplistische definities beschrijven overgangsmetalen eenvoudigweg als d-blokelementen, maar dit is niet helemaal correct. Niet alle d-block-elementen passen in deze categorisatie, hoewel velen dat wel doen. Een paar elementen, zoals zink, zijn vaak onderwerp van discussie en kunnen variabel worden ingedeeld in en uit de overgangsmetalen. Sommige overgangsmetalen zijn ook giftig en kunnen een bedreiging vormen voor de gezondheid en veiligheid van mens of milieu.

Met uitzondering van kwik, dat vloeibaar is, zijn overgangsmetalen vaak erg hard. Ze zijn ook broos en hebben een extreem hoog smeltpunt. Hun energietoestand maakt ze uitstekende geleiders, en veel worden gebruikt bij de fabricage van elektronische componenten vanwege hun goede geleiding. Deze metalen zijn in veel regio's van de wereld te vinden en velen worden commercieel gedolven voor gebruik in de industrie.

Enkele voorbeelden van overgangsmetalen zijn ijzer, koper, kobalt, nikkel, goud, platina en mangaan. Binnen de overgangsgroep is er een enorme diversiteit. Sommige van deze elementen zijn bijvoorbeeld noodzakelijke voedingsstoffen die mensen in kleine hoeveelheden moeten consumeren voor hun gezondheid. Anderen verschijnen van nature in verschillende vormen, afhankelijk van de structuur van hun buitenste schil. De variantie binnen deze brede groepering is een van de redenen waarom het vaak moeilijk is om overgangsmetalen te categoriseren.

Veel periodieke tabellen coderen de elementen per groep voor het gemak. Scherpe waarnemers kunnen opmerken dat de elementen die zijn gecodeerd als overgangsmetalen kunnen variëren, afhankelijk van conventies op een bepaald tijdstip of in een bepaalde regio. Studenten moeten ervoor zorgen dat ze de definitie gebruiken die door hun instructeurs wordt gebruikt en moeten om opheldering vragen als ze niet zeker weten of een element als lid van deze groep wordt beschouwd. De mening van de instructeur hierover kan een doorslaggevende factor zijn bij zoiets als een chemietest, en het is belangrijk om het antwoord te gebruiken dat de instructeur zou verwachten.