전이 금속

주기율표의 전이 금속

전이 금속(transition metal, 轉移金屬) 또는 전이 원소(transition element, 轉移元素)는 주기율표의 d-구역 원소를 말한다. 주기율표의 3족에서 12족 원소가 모두 포함된다. 전이 금속이라는 이름은 원소들을 분류하던 초기에 원자 번호 순으로 원소를 나열하면 이 원소들이 전형 원소로 전이되는 중간단계 역할을 한다 하여 붙여진 이름이다. 전이금속은 착화합물을 만든다. 결정장 이론과 리간드장 이론이 착화합물의 화학을 설명한다.

전이 금속의 특성

전이 금속은 주기율표에서 4~7주기, 3~12족까지의 원소들을 말한다. 때문에 다른 원소들의 경우 한 주기에서 주족 원소의 화학적 성질이 원자가 전자의 수가 변화함에 따라 크게 변하지만 전이 금속들은 주어진 족에서 뿐만 아니라 같은 주기에서도 많은 유사성을 보여준다. 그 중에서도 첫 주기 전이 금속인 스칸듐에서 아연까지는 다른 전이 금속 계열을 대표하는 아주 중요한 금속 원소이다.

전이 금속의 이온화

전이 금속은 특이하게도 이온화되는 과정에서 4s 오비탈의 에너지가 3d 오비탈의 에너지보다 상당히 높아진다. 이로 인해 중성원자 상태에서 에너지 준위가 3d 보다 낮았던 4s 오비탈에서 전자가 먼저 나가게 된다.

전이 금속의 착이온

전이 금속도 일반 금속과 마찬가지로 광택, 전기 전도성, 열 전도성을 가진다. 그 중에서도 비금속과 함께 이온 결합 화합물을 형성하는데, 이 때 일반금속과는 달리 일정 수의 리간드와 함께 착이온 형태로 존재한다. 때문에 착이온은 전이 금속과 리간드간 결합이 이루어져 생성된 이온을 말한다.

족 →	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
주기 ↓
4	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn
5	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd
6	71 Lu	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg
7	103 Lr	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn

전이 금속의 오비탈 준위 순서

전이 금속의 오비탈 준위 순서는 일반적으로 알려진 (n-1)p<<ns<(n-1)d,np 와는 달리 d오비탈 붕괴와 스핀오비탈 상호작용 등 몇몇 요인으로 인해 일반적인 전이 금속, 즉 (n-1)p⁶이상의 결합한 원자의 원자가 오비탈, p블록과 d블록에서의 올바른 에너지 순서는 (n-1)p<<(n-1)d<ns<np이다.