过渡金属

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过渡元素（英语：Transition element）是指元素周期表中位于d区的化学元素，由于它们皆为金属元素，因此也称过渡金属（英语：Transition metal）。一般来说，过渡元素包括3到12族一共十个族的元素，有时也包括f区的内过渡元素。

“过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出，用于代表8、9、10三族元素（合称VIIIB族）。他认为从碱金属（1族）到7族是一个“周期”，11族到卤素（17族）又是一个，那么夹在两个周期之间的元素就有过渡的性质。而现今虽然过渡金属这个词还在使用，但已和原本的意思不同。

同一个周期的过渡金属元素称为一个过渡系，第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三过渡系。

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族→	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
第一过渡系	21 Sc 钪 44.96	22 Ti 钛 47.87	23 V 钒 50.94	24 Cr 铬 52.00	25 Mn 锰 54.94	26 Fe 铁 55.84	27 Co 钴 58.93	28 Ni 镍 58.69	29 Cu 铜 63.55	30 Zn 锌 65.38
第二过渡系	39 Y 钇 88.91	40 Zr 锆 91.22	41 Nb 铌 92.91	42 Mo 钼 95.95	43 Tc 𨱏 [97]	44 Ru 钌 101.1	45 Rh 铑 102.9	46 Pd 钯 106.4	47 Ag 银 107.9	48 Cd 镉 112.4
第三过渡系	71 Lu 镏 175.0	72 Hf 铪 178.5	73 Ta 钽 180.9	74 W 钨 183.8	75 Re 铼 186.2	76 Os 锇 190.2	77 Ir 铱 192.2	78 Pt 铂 195.1	79 Au 金 197.0	80 Hg 汞 200.6
第四过渡系	103 Lr 铹 [266]	104 Rf 𬬻 [267]	105 Db 𬭊 [268]	106 Sg 𬭳 [267]	107 Bh 𬭛 [270]	108 Hs 𬭶 [271]	109 Mt 鿏 [278]	110 Ds 𫟼 [281]	111 Rg 𬬭 [282]	112 Cn 鿔 [285]

图解：

  碱金属

  碱土金属

  镧系元素

  锕系元素

  过渡金属

  贫金属

  类金属

  非金属

  卤素

  稀有气体

  待确认化学特性

在标准状况下，序号绿色者为气体；序号蓝色者为液体；序号黑色者为固体；序号灰色者为未知相态。

性质

过渡金属大多具有未充满的价壳层d轨道。过渡金属基于十八电子规则，性质与周期表的其他元素有明显差别。

过渡金属具有明亮的光泽，且为良好的电及热导体。大多质地坚硬且强度高，并且具有高熔沸点。由于其不成对的d电子，大多数过渡金属及其化合物都具有强顺磁性。

由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，为d⁵构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，具有多种可稳定存在的氧化态离子，形成的溶液及化合物大多具有丰富多变的色彩。过渡金属最高可以显+7（铼）、+8（锇）甚至+9（铱）氧化态，前者由于单电子的存在，后者由于能级太高，价电子结合的较为松散。高氧化态主要存在于这些金属的酸根或酰基中（如：VO₄³⁻钒酸根，VO₂⁺钒(V)酰基）。

对于第一过渡系，高氧化态离子经常是强氧化剂，并且它们都能形成有还原性的低价金属离子，例如铬酸根、过锰酸根、铁酸根等。对于二、三过渡系，由于原子半径大、价电子能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。由于镧系收缩现象的影响，第二、三过渡系的同族元素具有相近的原子半径和高度相似的性质。

由于空的d轨道的存在，过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用混成轨域接受电子以达到16或18价电子的稳定状态。当配合物需要价壳层d轨道参与杂化时，d轨道上的电子就会发生重排，有些元素重排后可以使电子完全成对，这类物质称为反磁性物质。相反，当价层d轨道不需要重排，或重排后还有单电子时，生成的配合物就是顺磁性的。

大多数过渡金属都是以氧化物、硫化物等化合态的形式存在于地壳中，只有金、银、铂族金属等几种贵金属元素具有天然存在的游离态单质。

最典型的过渡金属是4～10族。靠近主族的3族及内过渡元素大多只有单一的稳定价态：+3价。而11族、12族两族元素的价壳层d轨道为充满状态，它们有时并不看作是d区过渡金属，此时这两族合称ds区元素。11族元素能形成配合物，但由于d¹⁰构型太稳定，最高价只能达到+3。12族元素只有汞有可变价态，而锌的性质基本上就是主族金属。

参见

• 元素周期表
• d区元素
• F区元素
• 配位场理论
• 贫金属，也称后过渡金属（post-transition metals）
• 过渡金属氧化物

参考文献

• VIIIB、IB族过渡金属元素低维纳米结构的稳定性与形成规则 - Materials Views 中国 （页面存档备份，存于互联网档案馆）