Les métaux de transition sont des éléments métalliques variés tels que le chrome, le fer et le nickel qui ont des électrons de valence dans deux coques au lieu d'une seule. Un électron de valence fait référence à un électron unique responsable des propriétés chimiques de l'atome. Les métaux de transition sont de bons catalyseurs métalliques, car ils prêtent facilement et prennent des électrons d'autres molécules. Un catalyseur est une substance chimique qui, lorsqu'elle est ajoutée à une réaction chimique, n'affecte pas la thermodynamique d'une réaction mais augmente la vitesse de réaction.

Effet des catalyseurs

Les catalyseurs fonctionnent par des voies catalytiques dans la réaction. Ils augmentent la fréquence des collisions entre les réactifs mais ne changent pas leurs propriétés physiques ou chimiques. Les catalyseurs affectent la vitesse de réaction sans affecter la thermodynamique. Les catalyseurs fournissent ainsi une alternative, voie d'énergie inférieure pour que la réaction ait lieu. Un catalyseur affecte l'état de transition d'une réaction en fournissant à l'état de transition un chemin d'activation de moindre énergie.

Métaux de transition

Les métaux de transition sont souvent confondus avec les métaux «d-block» dans le tableau périodique. Bien que les métaux de transition appartiennent au bloc d du tableau périodique des éléments, tous les métaux d-blocs ne peuvent pas être appelés métaux de transition. Par exemple, le scandium et le zinc ne sont pas des métaux de transition, bien qu'ils soient des éléments d-blocs. Pour qu'un élément d-block soit un métal de transition, il doit posséder un d-orbitale incomplètement rempli.

Pourquoi les métaux de transition sont de bons catalyseurs

La raison principale pour laquelle les métaux de transition sont de bons catalyseurs qu'ils peuvent prêter des électrons ou retirer des électrons du réactif, selon la nature de la réaction. La capacité des métaux de transition à être dans divers états d'oxydation, la capacité d'interchanger entre les états d'oxydation et la capacité à former des complexes avec les réactifs et être une bonne source d'électrons font des métaux de transition de bons catalyseurs. Les métaux de transition comme accepteur d'électrons et donneur

L'ion scandium Sc3 + n'a pas d'électrons d et n'est pas un métal de transition. L'ion zinc, Zn2 +, a un d-orbitale complètement rempli et ce n'est donc pas un métal de transition. Les métaux de transition doivent avoir des d-électrons en réserve, et ils ont des états d'oxydation variables et interchangeables. Le cuivre est un exemple idéal d'un métal de transition avec ses états d'oxydation variables Cu2 + et Cu3 +. Le d-orbitale incomplet permet au métal de faciliter l'échange d'électrons. Les métaux de transition peuvent à la fois donner et accepter des électrons facilement, les rendant ainsi favorables en tant que catalyseurs. L'état d'oxydation d'un métal fait référence à la capacité du métal à former des liaisons chimiques.

Action des métaux de transition

Les métaux de transition agissent en formant des complexes avec le réactif. Si l'état de transition de la réaction exige des électrons, les métaux de transition dans les complexes métalliques subissent des réactions d'oxydation ou de réduction pour fournir des électrons. S'il y a une accumulation excessive d'électrons, les métaux de transition peuvent contenir l'excès de densité électronique, aidant ainsi la réaction à se produire. La propriété des métaux de transition à être de bons catalyseurs dépend aussi des propriétés d'absorption ou d'adsorption du métal et du complexe de métal de transition.