过渡金属

什么样的金属才算过渡金属

过渡金属占据第3族至第12族，即元素周期表中部宽阔的区域。沿一个周期从左向右，每种元素新增的电子填入内层的d亚层，而不是最外层。这种向内层填充的特点正是“过渡”一名的由来：它标志着从左侧活泼的s区金属到右侧p区之间的过渡。

由于d电子与最外层电子的能量相近，许多过渡金属可以失去不同数目的电子。铁既能形成+2价离子，也能形成+3价离子；锰的稳定价态从+2一直到+7。这种灵活性决定了它们的大部分化学性质。

它们的化合物为何如此多彩

当其他原子与过渡金属离子成键时，会使其d轨道的能量发生分裂。电子可以吸收特定颜色的可见光，在这些轨道之间跃迁，我们看到的便是剩下的颜色。这就是硫酸铜呈蓝色、高锰酸钾呈深紫色、铬的化合物呈黄色、橙色或绿色的原因。红宝石、祖母绿和蓝宝石的颜色，也都来自其中微量的过渡金属。

驱动工业的催化剂

过渡金属能够改变氧化态，并能在表面结合其他分子，因此是出色的催化剂。它们能加快反应速率，而自身不被消耗。

• 铁：哈伯法合成氨，用于生产化肥，养活了世界上约一半的人口
• 铂、钯和铑：净化汽车尾气的催化转化器
• 镍：植物油氢化
• 钒：接触法生产硫酸

纪录保持者

过渡金属囊括了金属世界的诸多极端。钨的熔点是所有金属中最高的，达3,422 °C。锇是天然存在的密度最大的元素，铱紧随其后。银的导电和导热性能优于其他任何元素。而在另一个极端，汞是唯一在室温下呈液态的金属。

文明的金属

金、银和铜是人类最早使用的金属之一，青铜时代和铁器时代也都以过渡金属技术命名。钢是铁与少量碳形成的合金，常常还加入铬、镍或钒，至今仍是建筑、桥梁和机械的支柱。钛让飞机和医用植入物既轻又坚固，锌则通过镀锌保护钢铁免于生锈。