Στοιχεία μετάπτωσης

Στοιχεία μετάπτωσης ονομάζονται όλα τα χημικά στοιχεία που βρίσκονται μεταξύ των Κύριων Ομάδων ΙΙ και ΙΙΙ και ανήκουν στον d τομέα του Περιοδικού πίνακα. Πρόκειται για 24 μεταλλικά χημικά στοιχεία. Η ονομασία τους οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα των στοιχείων αυτών διαθέτουν ηλεκτρόνια σθένους σε περισσότερες από μία ενεργειακές στιβάδες (στάθμες).

 Παρότι ο όρος "μετάπτωση" στη χημεία δεν έχει κάποια ιδιαίτερη σημασία, καθιερώθηκε η χρήση του μόνο και μόνο για τη διάκριση αυτής της ομάδας, τα στοιχεία της οποίας παρουσιάζουν ιδιαίτερες ομοιότητες στις ηλεκτρονιακές δομές των ατόμων τους. Στην πραγματικότητα τα στοιχεία μετάπτωσης καλύπτουν τις μεσαίες ομάδες, (Ib, IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb, και VIII), του ανεπτυγμένου περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Τα στοιχεία των παραπάνω ομάδων διακρίνονται σε δύο επιμέρους βασικούς τύπους στην: "Ομάδα d", της οποίας τα άτομα των στοιχείων διαθέτουν ηλεκτρόνια σθένους (n-1) στη d ενεργειακή στάθμη, (n = κβαντικός αριθμός του ατόμου) και "Ομάδα f", της οποίας τα άτομα των στοιχείων διαθέτουν ηλεκτρόνια σθένους (n-2) στην f ενεργειακή στάθμη. Τα χημικά στοιχεία της ομάδας αυτής ταξινομήθηκαν σε τρεις χημικές ομάδες που λαμβάνουν ονομασία εκ του πρώτου στοιχείου εκάστης σειράς και που πρόκειται για τις λανθανίδες (εκ του λανθανίου), τις ακτινίδες (εκ του ακτινίου) καθώς και τα τεχνητά υπερουράνια στοιχεία οι οποίες και εξετάζονται χωριστά.Έτσι κατόπιν των παραπάνω υπό την έννοια "στοιχεία μετάπτωσης" καθιερώθηκε ευρύτερα να θεωρούνται και να εξετάζονται μόνο τα χημικά αυτά στοιχεία που εμφανίζουν ενδιάμεσες ιδιότητες ανάμεσα στα μέταλλα της Ομάδας ΙΙ και σε εκείνα της Ομάδας ΙΙΙ. δηλαδή της "Ομάδας d". Σ΄ αυτά περιλαμβάνονται δραστικά και μή-δραστικά μέταλλα όπως ο σίδηρος, ο ψευδάργυρος, το νικέλιο, το χρώμιο, ο χαλκός, ο άργυρος, ο χρυσός, ο λευκόχρυσος και ο υδράργυρος. Τα στοιχεία μετάπτωσης έχουν πολλές κοινές ιδιότητες. Αυτό συμβαίνει, γιατί κατά την ηλεκτρονιακή δόμηση των στοιχείων αυτών, το τελευταίο ηλεκτρόνιο εισέρχεται σε εσωτερική στιβάδα, ενώ η εξωτερική στιβάδα σε όλα σχεδόν τα στοιχεία αυτά παραμένει με 2 ηλεκτρόνια. Οι κοινές ιδιότητες των στοιχείων μετάπτωσης συνοψίζονται παρακάτω: έχουν μεταλλικό χαρακτήρα έχουν πολλούς αριθμούς οξείδωσης είναι παραμαγνητικά (έλκονται από το μαγνητικό πεδίο διότι διαθέτουν μονήρη ηλεκτρόνια) σχηματίζουν σύμπλοκα ιόντα σχηματίζουν έγχρωμες ενώσεις έχουν την ικανότητα να καταλύουν αντιδράσεις Τα 24 Στοιχεία Μετάπτωσης διακρίνονται - κατατάσσονται ανά οκτώ στις τρεις ακόλουθες κύριες σειρές: 1η Κύρια σειρά. Σ΄αυτήν ανήκουν τα χημικά στοιχεία: Τιτάνιο, Βανάδιο, Χρώμιο, Μαγγάνιο, Σίδηρος, Κοβάλτιο, Νικέλιο και Χαλκός. 2η Κύρια σειρά. Σ΄ αυτήν ανήκουν τα: Ζιρκόνιο, Νιόβιο, Μολυβδένιο, Τεχνήτιο, Ρουθήνιο, Ρόδιο, Παλλάδιο και Άργυρος. 3η Κύρια σειρά. Σ΄ αυτήν ανήκουν τα χημικά στοιχεία: Άφνιο, Ταντάλιο, Βολφράμιο, Ρήνιο, Όσμιο, Ιρίδιο, Λευκόχρυσος και Χρυσός.Σημείωση: Τα πρώτα χημικά στοιχεία των παραπάνω σειρών δηλαδή τα: Σκάνδιο, Ύττριο και Λανθάνιο στον περιοδικό πίνακα, δεν σχηματίζουν ενώσεις ανάλογες μ΄ εκείνες των υπολοίπων στοιχείων μετάπτωσης, η δε χημική συμπεριφορά τους είναι ανάλογη της σειράς των λανθανιδών με την οποία και εξετάζονται. Η ευρύτατη χρήση των περισσοτέρων στοιχείων μετάπτωσης στη τεχνολογία παρουσιάζει αξιόλογο ενδιαφέρον, όπως για παραδειγμα του τιτανίου, του σιδήρου, του νικελίου, και του χαλκού, ως κύρια κατασκευαστικά υλικά, ακόμα και στην ηλεκτροτεχνία. Επίσης ενδιαφέρον παρουσιάζει και ο μεγάλος αριθμός κραμάτων ιδιαίτερα σημαντικών καθώς και οι διάφορες χημικές τους ενώσεις τους που χρησιμοποιούνται κυρίως ως καταλύτες σε πάμπολλες χημικές επεξεργασίες. "Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος Larousse Britannica" τομ.42ος, σελ.22.