Os metais de transición son un conxunto de elementos químicos situados na parte central do sistema periódico, que teñen como principal característica a inclusión na súa configuración electrónica de orbital d parcialmente cheos de electróns.
Esta definición pode ampliarse considerando como elementos de transición aqueles que na súa química usan electróns aloxados en orbital d (como os elementos de grupo 11, que nos seus estados de oxidación posúen orbitais d semiocupados). A IUPAC define un metal de transición como "un elemento cuxo átomo ten unha subcapa d incompleta ou que pode dar lugar a catións cunha subcapa d incompleta".
Definición
Os Principios de nomenclatura química da IUPAC de 2011 describen un «metal de transición» como calquera elemento dos grupos 3 a 12 da táboa periódica. Isto corresponde exactamente cos elementos do bloque d, definición empregada por moitos científicos. Na práctica, a serie dos lantánidos e actínidos do bloque f reciben o nome de metais de transición interna. O Libro vermello de 2005 permite excluír os 12 elementos do grupo, pero non os Principios de 2011 mencionados.
O Libro dourado da IUPAC define un metal de transición como un elemento cuxo átomo ten unha subcapa d parcialmente completa, ou que pode producir catións cunha subcapa d incompleta, mais esta definición sae dunha edición antiga do Libro vermello e non aparece máis na edición actual.
No bloque d, os átomos dos elementos teñen entre cero e dez electróns.
Metais de transición do bloque d
Grupo
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Período 4
|
21Sc
|
22Ti
|
23V
|
24Cr
|
25Mn
|
26Fe
|
27Co
|
28Ni
|
29Cu
|
30Zn
|
5
|
39Y
|
40Zr
|
41Nb
|
42Mo
|
43Tc
|
44Ru
|
45Rh
|
46Pd
|
47Ag
|
48Cd
|
6
|
71Lu
|
72Hf
|
73Ta
|
74W
|
75Re
|
76Os
|
77Ir
|
78Pt
|
79Au
|
80Hg
|
7
|
103Lr
|
104Rf
|
105Db
|
106Sg
|
107Bh
|
108Hs
|
109Mt
|
110Ds
|
111Rg
|
112Cn
|
Os textos e táboas periódicas publicados diverxen a respecto dos elementos máis pesados do grupo 3. A colocación máis habitual do lantanio e o actinio nestas posicións non se valida coa evidencia física, química e electrónica, que favorece de maneira abafadora colocar o lutecio e o laurencio neses lugares. Algúns autores prefiren, como terceira opción, deixaren os espazos por debaixo do itrio baleiros, o que pode provocar a confusión sobre se este formato implica que o grupo 3 implica só o escandio e o itrio ou se tamén inclúe todos os lantánidos e os actínidos; alén disto, crea un bloque f de 15 elementos, cando a mecánica cuántica dita que o bloque f debería constar de só 14. A forma co lutecio e o laurencio no grupo 3 vese apoiada por un informe da IUPAC de 1988 con fundamentos físicos, químicos e electrónicos e, de novo en 2021, por outro informe preliminar como a única forma que permite a conservación simultánea de secuencia de números atómicos ascendentes, un bloque f de 14 elementos e que evita quebrar o bloque d. Pódense atopar argumentos na literatura contemporánea que defenden a forma co lantanio e o actinio no grupo 3, mais moitos autores consideran que carece de consistencia lóxica; un punto de discusión en concreto é o diferente tratamento do actinio e o torio, ambos os cales poden empregar 5f como orbital de valencia pero non ocupan 5f como átomos illados; a maioría dos investigadores consideran que o problema se corrobora coa forma actualizada do lutecio e o laurencio.
Configuración electrónica
A configuración electrónica xeral dos átomos do bloque d é [gas nobre](n − 1)d0–10ns0–2np0–1, onde '[gas nobre]" é a configuración electrónica do gas nobre que precede o átomo en cuestión na táboa periódica e n é o número cuántico principal máis elevado dun orbital ocupado dese átomo. For exemplo, Ti (Z = 22) está no período 4, polo que n = 4, os primeiros 18 electróns teñen a mesma configuración que Ar ao final do período 3 e a configuración xeral é [Ar]3d24s2. Os metais de transición dos períodos 6 e 7 teñen engaden (n − 2)f14 electróns centrais, que se omiten das táboas que seguen. Os orbitais p cas nunca se ocupan nos átomos libres (a única excepción é o laurencio debido aos efectos relativísticos, que se fan importantes con Z tan altos, pero poden contribuír á ligazón química nos compostos dos metais de transición.
Esta é a configuración electrónica dos elementos individuais presentes en todas as series do bloque d.
Primeira serie do bloque d (3d) (Sc–Zn)
Grupo
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Número
atómico
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
26
|
27
|
28
|
29
|
30
|
Elemento
|
Sc
|
Ti
|
V
|
Cr
|
Mn
|
Fe
|
Co
|
Ni
|
Cu
|
Zn
|
Configuración
electrónica
|
3d14s2
|
3d24s2
|
3d34s2
|
3d54s1
|
3d54s2
|
3d64s2
|
3d74s2
|
3d84s2
|
3d104s1
|
3d104s2
|
Segunda serie do bloque d (4d) (Y–Cd)
Número
atómico
|
39
|
40
|
41
|
42
|
43
|
44
|
45
|
46
|
47
|
48
|
Elemento
|
Y
|
Zr
|
Nb
|
Mo
|
Tc
|
Ru
|
Rh
|
Pd
|
Ag
|
Cd
|
Configuración
electrónica
|
4d15s2
|
4d25s2
|
4d45s1
|
4d55s1
|
4d55s2
|
4d75s1
|
4d85s1
|
4d105s0
|
4d105s1
|
4d105s2
|
Terceira serie do bloque d (5d) (Lu–Hg)
Número
atómico
|
71
|
72
|
73
|
74
|
75
|
76
|
77
|
78
|
79
|
80
|
Elemento
|
Lu
|
Hf
|
Ta
|
W
|
Re
|
Os
|
Ir
|
Pt
|
Au
|
Hg
|
Configuración
electrónica
|
5d16s2
|
5d26s2
|
5d36s2
|
5d46s2
|
5d56s2
|
5d66s2
|
5d76s2
|
5d96s1
|
5d106s1
|
5d106s2
|
Cuarta serie do bloque d (6d) (Lr–Cn)
(Configuracións predicidas para Mt–Cn)
Número
atómico
|
103
|
104
|
105
|
106
|
107
|
108
|
109
|
110
|
111
|
112
|
Elemento
|
Lr
|
Rf
|
Db
|
Sg
|
Bh
|
Hs
|
Mt
|
Ds
|
Rg
|
Cn
|
Configuración
electrónica
|
7s27p1
|
6d27s2
|
6d37s2
|
6d47s2
|
6d57s2
|
6d67s2
|
6d77s2
|
6d87s2
|
6d97s2
|
6d107s2
|