Übergangsmetall

Übergangsmetall bezeichnet Elemente der d-Block-Elemente des Periodensystems, deren Atome in mindestens einer häufigen Oxidationsstufe ein unvollständiges d-Unterschale besitzen oder besitzen können. In der Regel gehören sie zu den Gruppen 3 bis 12 und erstrecken sich über die Perioden 4 bis 7. Typische Vertreter sind Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu und Zn sowie weitere Übergangsmetalle in späteren Perioden.

Charakteristische Eigenschaften der Übergangsmetalle sind metallische Eigenschaften, hohe Dichte und oft hohe Schmelz- und Siedepunkte, gute elektrische Leitfähigkeit und Formbarkeit. Sie zeigen eine breite Palette von Oxidationsstufen (typisch von +2 bis +7), bilden farbige Verbindungen und besitzen eine ausgeprägte Koordinationschemie. Viele Übergangsmetalle bilden komplexe Ionen mit Liganden und lassen sich dadurch als Katalysatoren einsetzen. Magnetische Eigenschaften variieren stark von paramagnetisch bis ferromagnetisch.

Chemische Bedeutung und Anwendungen: Aufgrund ihrer Vielvalenz und Koordinationsfreudigkeit spielen Übergangsmetalle eine zentrale Rolle in der Industrie und Wissenschaft. Sie sind Hauptbestandteile von Stählen und Legierungen (zum Beispiel Chrom, Nickel, Molybdän), dienen als Katalysatoren in Verfahren wie der Ammoniak-Synthese oder Hydrierung, liefern Pigmente (Kupfer- und Kobaltverbindungen) und sind in Elektronik, Photonik sowie Magnetwerkstoffen verbreitet.

Vorkommen und Umweltaspekte: Übergangsmetalle kommen in der Erdkruste verbreitet vor, teils in Metallen, Mineren oder Erzen. Aufgrund wirtschaftlicher Bedeutung und Umweltaspekten spielt Recycling eine wichtige Rolle.