Химическая энциклопедия

ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (переходные металлы; хим. элементы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов периодической системы; являются d- и f-элементами. Назв. "переходные" связано с тем, что в периодах П.э. вклиниваются между s- и р-элементами. Всего известно 65 П.э., включая элемент 109 в 7-м периоде; 4-, 5- и 6-й периоды содержат по 10 d-элементов, 6-й период включает также 14 f-элементов (лантаноиды); в незавершенном 7-м периоде известно 7 d-элементов, начиная с Ac, и 14 f- элементов (актиноиды). В отличие от s- и p-элементов, у к-рых заполняются внеш. оболочки (соотв. ns- и np-оболочки), у П.э. заполняются внутренние (п — 1) d-оболочки (d-элемен-ты) или (n — 2)f-оболочки (f-элементы).

П.э., кроме Fe и Ti, мало распространены в земной коре.

Все П.э. металлы. Mн. особенности, характерные для d-элементов, наблюдаются также и для f-элементов, к-рые более похожи на d-элементы, чем на s- и р-элементы. О св-вах f-элементов см. Актиноиды , Редкоземельные элементы . Св-ва d-элементов в виде простых в-в весьма разнообразны; так, среди них имеется наиб. легкоплавкий металл-Hg и наиб. тугоплавкий-W. Как правило, d-металлы отличаются высокой энтальпией возгонки, значит, электрич. проводимостью, уникальными магн. св-вами. Химия d-элементов во многом отличается от химии s- и p-элементов, что связано с большим числом степеней окисления d-элементов (напр., Ru проявляет все степени окисления от 0 до +8) и образованием координац. соединений. В отличие от s- и р-элементов, d-элементы имеют много общих черт.

Для каждой декады d-элементов наиб. устойчивы электронные конфигурации d⁰ (Sc, Y, La), d⁵ (Mn, Tc, Re) и d¹⁰ (Zn, Cd, Hg). По этой причине являются стабильными, напр., Ti^{4 +} (d⁰⁾, Fe³⁺ (d⁵) и Zn²⁺ (d¹⁰); напротив, Cr²⁺ и Mn^{3 +} , имеющие конфигурацию d⁴, нестабильны. Особенности d-элементов большой набор их валентных состояний и, как правило, широкие пределы изменения окислит.-восстановит. и др. св-в. По многообразию валентных состояний d-элементы отличаются от всех других, в т. ч. и от f-элементов.

В каждой подгруппе св-ва первых элементов (4-го периода) заметно отличаются от св-в остальных, в пределах каждой подгруппы растет устойчивость высших степеней окисления (напр., наиб. стабильные оксиды d-элементов VI rp. Cr₂O₃, MoO₃, WO₃). Для нек-рых d-элементов характерно сходство не только по вертикали, но и по горизонтали; так, Fe, Со и Ni более схожи между собой, чем Fe. Ru и Os.

Большинство соед. d-элементов координационные, в частности карбонилы, "сэндвичевые". Для d-элементов характерно образование кластеров , а также нестехиометрич. соед. (оксиды, сульфиды и др.). Соед. d-элементов, как правило, окрашены. Окраска объясняется расщеплением уровней энергии d-электронов в поле лигандов; это делает возможным переход (при поглощении квантов света) d-электронов с низшего уровня на высший. Доля ковалентной связи в соед. d-элементов больше, чем в соед. s-металлов (но меньше, чем в соед. р-элементов), что сказывается на св-вах соединений П.э. они более легкоплавки, более летучи и более подвержены гидролизу, чем аналогичные соед. s-эле-ментов.

Mн. d-элементы в виде металлов имеют очень высокую каталитич. активность, особенно выделяются в этом отношении Pt и Pd; велика каталитич. активность и мн. соединений П.Э. С И. Дракин