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Lexikon Chemie

Übergangselemente

(Übergangsmetalle, d-Elemente): Bezeichnung für diejenigen Elemente, deren Atome nur teilweise mit Elektronen aufgefüllte d-Orbitale in der zweitäußersten Hauptenergiestufe besitzen. Die einzelnen Atomarten weisen die Elektronenkonfiguration (n -1) d1–9ns2 (n = 4, 5, 6 und 7) auf. Das Manganatom beispielsweise hat die Elektronenanordnung [Ar] 3d54s2. Es ist also das Atom eines Übergangselementes, denn die fünf 3d-Orbitale, die maximal 10 Elektronen aufnehmen können, sind nur mit fünf Elektronen besetzt. Zu den Übergangselementen gehören

  • in der 4. Periode des Periodensystems der Elemente die Elemente Scandium (OZ 21) bis Nickel (28),
  • in der 5. Periode die Elemente Yttrium (39) bis Palladium (46),
  • in der 6. Periode Lanthan (57) sowie die Elemente Hafnium (72) bis Platin (78) und
  • in der 7. Periode Actinium (89) sowie Rutherfordium (104) bis Darmstadtium (110).
  • Im weiteren Sinn werden meist auch die Elemente Kupfer (28), Zink (29), Silber (47), Cadmium (48), Gold (79), Quecksilber (80), Roentgenium (111) und Copernicium (112) zu den Übergangselementen gezählt.
Als Folge der besonderen Stabilität halb besetzter und voll besetzter d-Unterenergiestufen treten einige Anomalien in den Elektronenkonfigurationen auf: So besitzt das Chromatom statt der zu erwartenden vier 3d- und zwei 4s-Elektronen fünf 3d-Elektronen und ein 4s-Elektron. Das Kupferatom hat die Elektronenanordnung [Ar]3d104s1. Nach der oben gegebenen Definition zählt Kupfer demnach eigentlich nicht zu den Übergangselementen, denn seine Atome besitzen vollständig gefüllte d-Orbitale. Das Gleiche gilt für Silber und Gold. Dennoch werden diese drei »Münzmetalle« allgemein zu den Übergangselementen gerechnet. Die Übergangselemente einschließlich der Münzmetalle und der inneren Übergangselemente werden als Nebengruppenelemente bezeichnet.
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