전이 금속의 특징
전형적으로 전이 금속은 부분적으로 채워진 d 부껍질을 가지거나 부분적으로 채워진 d 부껍질을 갖는 이온을 형성하는 특징이 있습니다. 이러한 특징이 나타나는 이유는 이들이 전자 배열을 갖지 않기 때문인데요. 2B족 금속은 전이 금속이라고 불리지만 실제로 전이 금속의 범위에 속하지 못합니다. 이러한 특징 때문에 특유한 색상, 상자기성 화합물의 형성, 촉매 활성, 착이온 형성하는 경향성 등의 특징이 나타납니다. 주기율표상에서 왼쪽으로 오른쪽으로 갈수록 원자 번호가 증가하고 전자는 바깥 껍질에 더해지면서 양성자의 증가에 따라 핵전하도 증가합니다. 그러나 전이금속은 이와는 다소 차이가 있는 양상을 보입니다. 전이 금속은 알칼리 금속이나 알칼리 토금속보다 전기양성도가 작지만 전이 금속의 표준 환원 전위를 바탕으로 판단해보면 구리를 제외한 전이 금속은 염산과 같이 센 산과 반응할 시 수소를 발생시킬것으로 생각되지만 실제로 대부분의 전이금속은 산화물의 보호층으로 인해 산과 느리게 반응하거나 비활성을 나타내기도 합니다.
전이금속의 전자배열
스칸듐에서 구리까지의 전자는 3d궤도함수에 채워집니다. 전자는 구리까지 계속 채워지는 형태로 나타나는데 크로뮴과 구리는 예외적인 형태를 보입니다. 이들의 바깥 껍질 전자 배열은 4s1 3d5와 4s1 3d10으로 3d 부껍질의 반이 채워지거나 완전히 채워질 때의 추가적인 안정성과 연관이 잇습니다. 1열의 전이금속들이 양이온을 형성할 경우 4s 궤도함수의 전자가 먼저 제거된 다음 3d 궤도함수에서 제거됩니다. 이것은 중성 원자에서 궤도함수에 전자가 채워지는 순서와 반대입니다.
전이금속의 산화상태
전이 금속은 화합물에서 여러가지 산화 상태로 존재합니다. 1열의 경우 대부분 +3 산화형태가 안정하지만 뒤로 갈수록 +2의 형태로 나타나기도 합니다. 이 이유는 이온화 에너지가 오른쪽으로 갈수록 점차 증가하기 때문입니다. 하지만 삼차 이온화 에너지는 일차나 이차 이온화 에너지보다 훨씬 더 급격히 증가합니다. 1열의 처음 부분 금속들보다 끝부분 금속들로부터 세번째 전자를 제거하는 것이 더 많은 에너지를 필요로 합니다.
배위 화합물
전이금속은 착이온을 형성하는 독특한 경향을 보입니다. 배위 화합물이란 일반적으로 착이온과 반대이온으로 구성되어 있습니다. 착이온에서 금속을 둘러싸고 있는 분자나 이온을 리간드라고 부릅니다. 리간드는 Lewis의 산염기 정의에 따라 염기의 역할을 합니다. 전이 금속 원자는 Lewis 산으로 작용하며 Lewis 염기로부터 전자쌍을 받아들여 공유합니다. 금속 원자에 직접 결합된 리간드 원자를 donor 원자라고 부르는데 coordination number는 착이온에서 중심 금속 원자를 둘러싸고 있는 donor 원자의 수로 정의됩니다. 리간드 내에 존재하는 donor 원자의 수에 따라 monodentate, bidentate, polydentate 리간드로 분류됩니다. bidentate, polydentate의 경우 킬레이트제라고 부르는데 게의 집게발과 같이 금속 원자를 잡을 수 있는 능력이 있는 것을 말합니다. 대표적으로 EDTA는 납과 매우 안정한 착이온을 형성해 혈액이나 인체로부터 납을 제거할 수 있습니다.