Kim loại nặng
Định nghĩa

Hiện nay vẫn chưa có định nghĩa nào về kim loại nặng được chấp thuận rộng rãi. Thuật ngữ này có thể mang nhiều ý nghĩa khác nhau, tùy theo phạm vi áp dụng. Ví dụ, trong luyện kim, một kim loại nặng có thể được xác định dựa vào khối lượng riêng, trong khi tiêu chí phân loại trong vật lý có thể là số hiệu nguyên tử, còn ở hóa học và sinh học, người ta thường chú ý đến tính chất hóa học của kim loại đó.
Tiêu chí về khối lượng riêng là từ trên 3,5 g/cm3 đến trên 7 g/cm3, tùy trường hợp. Tiêu chí về khối lượng nguyên tử có thể là lớn hơn natri (khối lượng nguyên tử 22,98); lớn hơn 40 (ngoại trừ kim loại khối s và khối f, chỉ tính từ scandi); hoặc lớn hơn 200, tức là từ thủy ngân trở đi. Tiêu chí về số hiệu nguyên tử của kim loại nặng thường là trên 20 (calci), và thỉnh thoảng có giới hạn trên là 92 (urani). Cách định nghĩa theo số hiệu nguyên tử gặp phải một vấn đề là liệt kê cả các kim loại có khối lượng riêng thấp. Chẳng hạn, rubidi trong nhóm (cột) 1 của bảng tuần hoàn có số hiệu nguyên tử là 37 nhưng chỉ có khối lượng riêng là 1,532 g/cm3, thấp hơn mức giới hạn dưới mà nhiều tác giả khác đặt ra. Vấn đề tương tự cũng có thể xảy ra đối với cách định nghĩa theo khối lượng nguyên tử.
Một tiêu chí khác được đề xuất là dựa vào đặc tính hóa học hoặc vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn. Dược điển Mỹ đưa ra một tiêu chí để phân biệt kim loại nặng nhờ thí nghiệm tạo kết tủa muối sulfide có màu từ tạp chất kim loại. Năm 1997, Stephen Hawkes, một giáo sư hóa học viết dựa trên 50 năm kinh nghiệm về thuật ngữ, nói rằng thuật ngữ này áp dụng được cho "kim loại có hợp chất sulfide và hydroxide không tan, có muối tan trong nước tạo thành dung dịch màu và phức chất thường có màu". Trên cơ sở các kim loại mà ông nhận thấy thường gọi là kim loại nặng, ông cho rằng có thể định nghĩa kim loại nặng (nói chung) là tất cả các kim loại trong bảng tuần hoàn ở cột 3 đến 16 và hàng 4 trở xuống, hay nói cách khác, chính là các kim loại chuyển tiếp và hậu chuyển tiếp. Toàn bộ nguyên tố họ Lanthan thỏa mãn đúng theo mô tả gồm ba phần của Hawkes; đặc tính này đối với các nguyên tố họ Actini vẫn chưa được xác định hoàn toàn.
Ở lĩnh vực hóa sinh, trên cơ sở các ion của chúng hoạt động theo đặc trưng acid Lewis (chất nhận một cặp electron) trong dung dịch nước, kim loại nặng đôi khi được định nghĩa là kim loại loại B hoặc kim loại trung gian. Trong hệ thống phân loại này, ion kim loại loại A ưa chất cho oxy; ion loại B ưa chất cho nitơ hoặc lưu huỳnh; ion kim loại trung gian thể hiện đặc trưng loại A hoặc loại B tùy trường hợp. Kim loại loại A, vốn thường có độ âm điện thấp cùng khả năng tạo liên kết có độ ion cao, bao gồm các kim loại kiềm và kiềm thổ, nhôm, kim loại nhóm 3, cùng kim loại họ Lanthan và Actini. Kim loại loại B thường có độ âm điện cao hơn và khả năng tạo liên kết với đặc trưng cộng hóa trị đáng kể, chủ yếu gồm các kim loại chuyển tiếp và hậu chuyển tiếp nặng hơn. Nhóm kim loại trung gian phần lớn bao gồm các kim loại chuyển tiếp và hậu chuyển tiếp nhẹ hơn (cùng với arsenic và antimon). Sự khác biệt giữa kim loại nhóm A với hai nhóm còn lại rất rõ ràng. Một đề xuất được trích dẫn nhiều trong các bài báo khoa học đề nghị áp dụng hệ thống phân loại như trên thay vì tên gọi trừu tượng hơn kim loại nặng, nhưng hiện nay vẫn chưa nhận được sự đồng thuận.