1. Configuration électronique:
- Ils sont situés dans les groupes 3-12 du tableau périodique, entre les éléments S-Block et P-Block.
- Leur caractéristique déterminante est la présence d'orbitales D partiellement remplies dans leurs atomes. C'est là qu'ils obtiennent leur nom, car leurs configurations électroniques "transition" entre les orbitales D remplies du groupe précédent et les orbitales D remplies du groupe suivant.
- Ils ont un nombre variable d'électrons de valence, qui peuvent être impliqués dans la liaison. Cela leur permet de former plusieurs états d'oxydation, contribuant à leur comportement chimique diversifié.
2. Propriétés physiques:
- Points de fusion et d'ébullition élevés: En raison d'une forte liaison métallique, les métaux de transition sont généralement durs et denses avec des points de fusion et d'ébullition élevés.
- bons conducteurs de chaleur et d'électricité: Leurs électrons D contribuent à leur excellente conductivité.
- Apparence brillante: La plupart des métaux de transition ont un éclat métallique brillant.
- Malléabilité et ductilité: Beaucoup sont malléables (peuvent être martelés en feuilles minces) et ductile (peuvent être dessinés dans des fils).
3. Propriétés chimiques:
- états d'oxydation variable: Comme mentionné, ils peuvent exister dans plusieurs états d'oxydation, résultant en un large éventail de composés chimiques.
- Formez des composés colorés: De nombreux composés métalliques de transition sont colorés en raison des transitions D-D qui se produisent lorsque les électrons absorbent et émettent de la lumière. C'est pourquoi nous voyons une variété de couleurs dans les pierres précieuses et autres matériaux.
- Activité catalytique: Ce sont souvent d'excellents catalyseurs en raison de leur capacité à changer facilement les états d'oxydation, facilitant les réactions chimiques.
- Formez des ions complexes: Leur capacité à former des liaisons covalentes coordonnées avec des ligands (donneurs de paires d'électrons) conduit à la formation d'ions complexes.
- paramagnétisme: De nombreux métaux de transition présentent le paramagnétisme, ce qui signifie qu'ils sont faiblement attirés par les champs magnétiques en raison d'électrons non appariés dans leurs orbitales D. Certains, comme le fer, le cobalt et le nickel, sont ferromagnétiques, ce qui signifie qu'ils conservent leur magnétisation même après la suppression du champ magnétique.
4. Applications:
- métaux et alliages: Utilisé dans la construction, les machines, l'électronique et plus encore.
- Catalyseurs: Utilisé dans divers processus industriels, comme la production d'essence, de plastiques et de produits pharmaceutiques.
- pigments et colorants: Utilisé dans les peintures, les encres et les textiles.
- Gemmes: De nombreux métaux de transition sont responsables des couleurs vibrantes des pierres précieuses.
- biomolécules: Les métaux de transition comme le fer et le cuivre jouent un rôle vital dans les systèmes biologiques.
Exemples:
- fer (Fe): Utilisé dans l'acier et d'autres alliages, ainsi que dans le sang pour le transport d'oxygène.
- cuivre (Cu): Utilisé dans le câblage électrique, la plomberie et les pièces.
- nickel (ni): Utilisé dans les batteries, les pièces et les alliages.
- or (Au): Utilisé dans les bijoux, l'électronique et la dentisterie.
- titanium (ti): Utilisé dans les applications aérospatiales et les implants médicaux.
Il est important de se rappeler qu'il existe des exceptions à ces propriétés générales. Certains métaux de transition peuvent être moins réactifs que d'autres, ou avoir des couleurs ou des points de fusion différentes. Les propriétés spécifiques de chaque métal de transition sont influencées par sa configuration électronique et d'autres facteurs.
