संक्रमण धातु

रसायन विज्ञान में, संक्रमण धातु (या संक्रमण तत्व) शब्द की तीन संभावित परिभाषाएँ हैं:


 * शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ की परिभाषा संक्रमण धातु को रासायनिक तत्व के रूप में परिभाषित करता है जिसके परमाणु में आंशिक रूप से भरा हुआ इलेक्ट्रॉन खोल उप-कोश होता है, या जो अपूर्ण डी उप-खोल के साथ धनायनों को जन्म दे सकता है।
 * कई वैज्ञानिक आवर्त सारणी  के  डी-ब्लॉक  में किसी भी तत्व के रूप में एक संक्रमण धातु का वर्णन करते हैं, जिसमें आवर्त सारणी पर समूह 3 से 12 शामिल हैं।  वास्तविक व्यवहार में,  एफ ब्लॉक   लैंथेनाइड  और  एक्टिनाइड  श्रृंखला को संक्रमण धातु भी माना जाता है और इन्हें आंतरिक संक्रमण धातु कहा जाता है।
 * एफ अल्बर्ट कॉटन और जेफ्री विल्किंसन  कौन से तत्व शामिल हैं, यह निर्दिष्ट करके संक्षिप्त IUPAC परिभाषा (ऊपर देखें) का विस्तार करें। समूह 4 से 11 के तत्वों के साथ-साथ, वे समूह 3 में  स्कैंडियम  और  yttrium  जोड़ते हैं, जिसमें  धातु  में आंशिक रूप से भरा हुआ डी उप-शेल होता है। लैंथेनम और एक्टिनियम, जिन्हें वे समूह 3 तत्व मानते हैं, को क्रमशः लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

अंग्रेजी रसायनज्ञ चार्ल्स रगले बरी  (1890-1968) ने पहली बार 1921 में इस संदर्भ में संक्रमण शब्द का इस्तेमाल किया, जब उन्होंने इलेक्ट्रॉनों की एक आंतरिक परत के परिवर्तन के दौरान तत्वों की एक संक्रमण श्रृंखला का उल्लेख किया (उदाहरण के लिए n = 3 की चौथी पंक्ति में आवर्त सारणी) 8 के स्थिर समूह से 18 में से एक, या 18 से 32 तक।  इन तत्वों को अब डी-ब्लॉक के रूप में जाना जाता है।

वर्गीकरण
डी-ब्लॉक में, तत्वों के परमाणुओं में शून्य और दस डी इलेक्ट्रॉनों के बीच होता है। समूह 4-11 के तत्वों को आम तौर पर संक्रमण धातुओं के रूप में पहचाना जाता है, जो उनके विशिष्ट रसायन विज्ञान द्वारा उचित हैं, अर्थात विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों, रंगीन परिसरों और उत्प्रेरक गुणों में जटिल आयनों की एक बड़ी श्रृंखला या तो तत्व के रूप में या आयनों (या दोनों) के रूप में। समूह 3 में Sc और Y को भी आमतौर पर संक्रमण धातुओं के रूप में पहचाना जाता है। हालांकि, ला-लू और एसी-एलआर और समूह 12 के तत्व अलग-अलग लेखकों की अलग-अलग परिभाषाओं को आकर्षित करते हैं।

चूंकि तीसरा रूप एकमात्र ऐसा रूप है जो एक साथ (1) बढ़ते परमाणु संख्या के अनुक्रम के संरक्षण की अनुमति देता है, (2) एक 14-तत्व-चौड़ा एफ-ब्लॉक, और (3) डी-ब्लॉक में विभाजन से बचाव, इसे 2021 IUPAC प्रारंभिक रिपोर्ट द्वारा पसंदीदा रूप के रूप में सुझाया गया है। इस तरह के एक संशोधन, लू को एक आंतरिक संक्रमण तत्व के बजाय एक संक्रमण तत्व के रूप में मानते हुए, पहली बार 1948 में सोवियत भौतिकविदों लेव लैंडौस  और  एवगेनी लाइफशिट्ज़  द्वारा सुझाया गया था। इसके बाद, यह कई अन्य भौतिकविदों और रसायनज्ञों द्वारा सुझाया गया था, और आम तौर पर इस मुद्दे पर विचार करने वालों द्वारा अपनाया गया वर्गीकरण था, लेकिन पाठ्यपुस्तकें आमतौर पर इसे अपनाने में पिछड़ जाती हैं। जस्ता, कैडमियम  और  पारा (तत्व)  को कभी-कभी संक्रमण धातुओं से बाहर रखा जाता है, क्योंकि उनके पास  इलेक्ट्रोनिक विन्यास  है [ ]d10s2, बिना किसी अपूर्ण d शेल के।  ऑक्सीकरण अवस्था  +2 में, आयनों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [ ]…d. होता है 10. यद्यपि ये तत्व +1 ऑक्सीकरण अवस्था सहित अन्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं, जैसा कि द्विपरमाणुक आयन में होता है, इन ऑक्सीकरण अवस्थाओं में उनके पास अभी भी एक पूर्ण d शेल है। समूह 12 तत्व Zn, Cd और Hg इसलिए, कुछ मानदंडों के तहत, इस मामले में संक्रमण के बाद धातु ओं के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। हालांकि, संक्रमण तत्वों की चर्चा में इन तत्वों को शामिल करना अक्सर सुविधाजनक होता है। उदाहरण के लिए, क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत पर चर्चा करते समय # पहली पंक्ति संक्रमण तत्वों की क्रिस्टल क्षेत्र स्थिरीकरण ऊर्जा,  कैल्शियम  और जस्ता तत्वों को भी शामिल करना सुविधाजनक है, क्योंकि दोनों  तथा  शून्य का मान है, जिसके विरुद्ध अन्य संक्रमण धातु आयनों के मान की तुलना की जा सकती है। एक अन्य उदाहरण इरविंग-विलियम्स परिसरों की स्थिरता स्थिरांक की श्रृंखला में होता है।
 * 1) कई रसायन शास्त्र पाठ्यपुस्तकें और मुद्रित आवधिक सारणी समूह 3 तत्वों और संक्रमण धातुओं के रूप में ला और एसी को वर्गीकृत करती हैं, क्योंकि उनके परमाणु जमीन-राज्य विन्यास एस हैं2डी1 Sc और Y की तरह। Ce-Lu तत्वों को लैंथेनाइड श्रृंखला (या IUPAC के अनुसार लैंथेनॉइड) और Th-Lr को एक्टिनाइड श्रृंखला के रूप में माना जाता है। दो श्रृंखलाओं को एक साथ f-ब्लॉक तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, या (पुराने स्रोतों में) आंतरिक संक्रमण तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। हालाँकि, इसके परिणामस्वरूप डी-ब्लॉक दो असमान भागों में विभाजित हो जाता है।
 * 2) कुछ अकार्बनिक रसायन शास्त्र पाठ्यपुस्तकों में लैंथेनाइड्स के साथ ला और एक्टिनाइड्स के साथ एसी शामिल हैं।  यह वर्गीकरण रासायनिक व्यवहार में समानता पर आधारित है (हालांकि यह समानता ज्यादातर केवल लैंथेनाइड्स के बीच मौजूद है) और दो श्रृंखलाओं में से प्रत्येक में 15 तत्वों को परिभाषित करता है, भले ही वे एफ उप-शेल भरने के अनुरूप हों, जिसमें केवल 14 हो सकते हैं इलेक्ट्रॉन।
 * 3) तीसरा वर्गीकरण f-ब्लॉक तत्वों को La-Yb और Ac-No के रूप में परिभाषित करता है, जबकि Lu और Lr को समूह 3 में रखते हैं। यह इलेक्ट्रॉन उप-कोश भरने के लिए औफबौ सिद्धांत (या मैडेलंग नियम) पर आधारित है, जिसमें 4f 5d से पहले (और 5f 6d से पहले) भरा जाता है, ताकि f उप-खोल वास्तव में Yb (और नहीं) पर भरा हो, जबकि लू के पास [ ]s . है2f14डी1 कॉन्फ़िगरेशन। (Lr एक अपवाद है जहां d-इलेक्ट्रॉन को p-इलेक्ट्रॉन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, लेकिन ऊर्जा का अंतर इतना छोटा होता है कि रासायनिक वातावरण में यह अक्सर वैसे भी d-अधिभोग प्रदर्शित करता है।) La और Ac, इस दृष्टि से, केवल माना जाता है इलेक्ट्रॉन विन्यास के साथ औफबौ सिद्धांत के अपवाद [ ]s2डी1 (नहीं [ ]s2f1 जैसा कि औफबौ सिद्धांत भविष्यवाणी करता है)। मुक्त परमाणु और आयन के लिए उत्साहित राज्य रासायनिक वातावरण में जमीनी अवस्था बन सकते हैं, जो इस व्याख्या को सही ठहराते हैं; La और Ac में खाली निचले f उप-कोश हैं जो Lu और Lr में भरे हुए हैं, इसलिए f कक्षकों के लिए उत्तेजना La और Ac में संभव है लेकिन Lu या Lr में नहीं। यह इस विचार को सही ठहराता है कि La और Ac में केवल अनियमित विन्यास हैं (Th के समान s . के समान)2डी2), और यह कि वे f-ब्लॉक की वास्तविक शुरुआत हैं।

हाल ही में (हालांकि विवादित और अब तक स्वतंत्र रूप से पुन: पेश नहीं किया गया है) पारा (IV) फ्लोराइड का संश्लेषण कुछ लोगों द्वारा इस विचार को सुदृढ़ करने के लिए लिया गया है कि समूह 12 तत्वों को संक्रमण धातु माना जाना चाहिए, लेकिन कुछ लेखक अभी भी इस यौगिक को असाधारण मानते हैं।  कोपरनिकस  को रसायन विज्ञान के लिए अपने डी-इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करने में सक्षम होने की उम्मीद है क्योंकि इसके 6 डी उप-खोल को इसकी उच्च परमाणु संख्या के कारण मजबूत सापेक्षतावादी क्वांटम रसायन शास्त्र द्वारा अस्थिर किया जाता है, और इस तरह संक्रमण-धातु जैसा व्यवहार होने की उम्मीद है जब यह +2 की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएँ दिखाता है (जो निश्चित रूप से लाइटर समूह 12 तत्वों के लिए ज्ञात नहीं हैं)।

यद्यपि मेटनेरियम,  डार्मस्टैडियम , और  रेन्टजेनियम  डी-ब्लॉक के भीतर हैं और उनके हल्के जन्मजात  इरिडियम ,  प्लैटिनम  और सोने के समान संक्रमण धातुओं के रूप में व्यवहार करने की उम्मीद है, यह अभी तक प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि नहीं हुई है। क्या कॉपरनिकियम पारा (तत्व) की तरह अधिक व्यवहार करता है या इसमें उत्कृष्ट गैस रेडॉन के समान गुण होते हैं, यह स्पष्ट नहीं है।

उपवर्ग
प्रारंभिक संक्रमण धातुएं आवर्त सारणी के बाईं ओर समूह 3 से समूह 7 तक हैं। देर से संक्रमण धातु समूह 8 से 11 (और 12 यदि इसे संक्रमण धातुओं के रूप में गिना जाता है) से डी-ब्लॉक के दाईं ओर हैं।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास
डी-ब्लॉक तत्वों का सामान्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है (महान गैस) (n − 1)d1-10ns0–2। यहाँ (महान गैस) प्रश्न में परमाणु से पहले की अंतिम उत्कृष्ट गैस का विन्यास है, और n उस परमाणु में व्याप्त कक्षीय की उच्चतम प्रमुख क्वांटम संख्या है। उदाहरण के लिए Ti(Z = 22) आवर्त 4 में है ताकि n = 4, पहले 18 इलेक्ट्रॉनों में अवधि 3 के अंत में Ar का समान विन्यास हो, और समग्र विन्यास (Ar)3d है24s2. अवधि 6 और 7 संक्रमण धातुएं भी कोर (n − 2)f. जोड़ती हैं 14 इलेक्ट्रॉन, जिन्हें नीचे दी गई तालिका से हटा दिया गया है। एकमात्र अपवाद लॉरेन्सियम है, जिसमें सापेक्षतावादी प्रभावों के कारण 7p अधिभोग है जो इस तरह के उच्च Z पर महत्वपूर्ण हो जाते हैं (हालांकि पी-ऑर्बिटल्स हल्के संक्रमण तत्वों में रासायनिक बंधन में भी योगदान कर सकते हैं)।

औफबौ सिद्धांत#मैडेलुंग एनर्जी ऑर्डरिंग नियम भविष्यवाणी करता है कि आंतरिक डी ऑर्बिटल रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन |वैलेंस-शेल एस ऑर्बिटल के बाद भर जाता है। संक्रमण धातु परमाणुओं के विशिष्ट इलेक्ट्रॉन विन्यास को तब (महान गैस) ns. के रूप में लिखा जाता है2(n - 1)dमी. हालाँकि यह नियम केवल अनुमानित है - यह केवल कुछ संक्रमण तत्वों के लिए है, और उसके बाद ही तटस्थ जमीनी अवस्थाओं में।

d उप-खोल अगला-से-अंतिम उप-खोल है और इसे इस प्रकार दर्शाया गया है $(n-1) d$ उप-खोल। सबसे बाहरी s उप-कोश में s इलेक्ट्रॉनों की संख्या आम तौर पर पैलेडियम (Pd) को छोड़कर एक या दो होती है, जिसकी जमीनी अवस्था में उस s उप-कोश में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है। संयोजकता खोल में s उप-कोश को ns उप-कोश के रूप में दर्शाया जाता है, उदा। 4एस. आवर्त सारणी में, संक्रमण धातु आठ समूहों (4 से 11) में मौजूद हैं, कुछ लेखकों के साथ समूह 3 या 12 में कुछ तत्व शामिल हैं।

समूह 3 के तत्वों में एक ns. है2(n - 1)d1 कॉन्फ़िगरेशन, लोरेनसियम  (Lr) को छोड़कर: इसका 7s27p1 कॉन्फ़िगरेशन असाधारण रूप से 6d ऑर्बिटल्स को बिल्कुल भी नहीं भरता है। पहली संक्रमण श्रृंखला चौथी अवधि में मौजूद है, और विन्यास [Ar]4s के साथ समूह-2 के Ca (Z = 20) के बाद शुरू होती है2, या स्कैंडियम (Sc), समूह 3 का पहला तत्व परमाणु क्रमांक Z = 21 और कॉन्फ़िगरेशन [Ar]4s के साथ23डी1, इस्तेमाल की गई परिभाषा पर निर्भर करता है। जैसे ही हम बाएं से दाएं की ओर बढ़ते हैं, इलेक्ट्रॉनों को उसी d उप-कोश में तब तक जोड़ा जाता है जब तक कि यह पूरा न हो जाए। पहली संक्रमण श्रृंखला में समूह 11 का तत्व तांबा (Cu) है जिसमें एक असामान्य विन्यास [Ar]4s. है13डी 10. धात्विक तांबे में भरे हुए d उप-कोश के बावजूद यह अपूर्ण d उप-कोश के साथ एक स्थिर आयन बनाता है। चूंकि जोड़े गए इलेक्ट्रॉन को भरते हैं $(n-1)d$ ऑर्बिटल्स में, डी-ब्लॉक तत्वों के गुण एस और पी ब्लॉक तत्वों से काफी भिन्न होते हैं, जिसमें फिलिंग या तो एस में या वैलेंस शेल के पी-ऑर्बिटल्स में होती है। सभी d-ब्लॉक श्रृंखला में मौजूद व्यक्तिगत तत्वों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास नीचे दिया गया है:

तत्वों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को ध्यान से देखने पर पता चलता है कि मैडेलुंग नियम के कुछ अपवाद हैं। Cr के लिए एक उदाहरण के रूप में नियम कॉन्फ़िगरेशन 3d. की भविष्यवाणी करता है44s2, लेकिन देखे गए परमाणु स्पेक्ट्रा से पता चलता है कि वास्तविक जमीनी अवस्था 3d. है54s 1. ऐसे अपवादों की व्याख्या करने के लिए, कक्षीय ऊर्जाओं पर बढ़ते हुए परमाणु आवेश के प्रभावों के साथ-साथ कूलम्ब प्रतिकर्षण  और  विनिमय ऊर्जा  दोनों सहित इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन अंतःक्रियाओं पर विचार करना आवश्यक है।

$(n-1)d$ }} संक्रमण धातुओं में शामिल ऑर्बिटल्स बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे चुंबकीय चरित्र, परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्था, रंगीन यौगिकों के निर्माण आदि जैसे गुणों को प्रभावित करते हैं। संयोजकता $s(ns)$ तथा $p(np)$ इस संबंध में ऑर्बिटल्स का बहुत कम योगदान है क्योंकि वे एक संक्रमण श्रृंखला में बाएं से दाएं की ओर जाने में मुश्किल से बदलते हैं। संक्रमण धातुओं में, उस अवधि की तुलना में तत्वों के गुणों में क्षैतिज समानताएं अधिक होती हैं, जिसमें डी-ऑर्बिटल्स शामिल नहीं होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक संक्रमण श्रृंखला में, तत्वों का वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन नहीं बदलता है। हालाँकि, कुछ समूह समानताएँ भी हैं।

विशेषता गुण
संक्रमण तत्वों द्वारा साझा किए गए कई गुण हैं जो अन्य तत्वों में नहीं पाए जाते हैं, जो आंशिक रूप से भरे हुए डी शेल के परिणामस्वरूप होते हैं। इसमे शामिल है अधिकांश संक्रमण धातुएं विभिन्न प्रकार के लाइगैंडों  से बंधी हो सकती हैं, जिससे विभिन्न प्रकार के संक्रमण धातु परिसरों की अनुमति मिलती है।
 * यौगिकों का निर्माण जिनका रंग d-d इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के कारण होता है
 * विभिन्न संभावित ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच अपेक्षाकृत कम ऊर्जा अंतराल के कारण कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं में यौगिकों का बनना
 * अयुग्मित d इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण अनेक अनुचुम्बकीय यौगिकों का निर्माण। मुख्य-समूह तत्वों के कुछ यौगिक भी अनुचुंबकीय  होते हैं (जैसे  नाइट्रिक ऑक्साइड,  ऑक्सीजन )

रंगीन यौगिक<स्पैन वर्ग= एंकर आईडी= रंगीन यौगिक >
संक्रमण-श्रृंखला धातु यौगिकों में रंग आमतौर पर दो प्रमुख प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के कारण होता है। मेटल-टू-लिगैंड चार्ज ट्रांसफर (एमएलसीटी) संक्रमण की सबसे अधिक संभावना तब होगी जब धातु कम ऑक्सीकरण अवस्था में हो और लिगैंड आसानी से कम हो जाए।
 * चार्ज ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स ट्रांजिशन। एक इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से  लिगैंड   परमाणु कक्षीय  से मुख्य रूप से धातु कक्षीय में कूद सकता है, जिससे लिगैंड-टू-मेटल चार्ज-ट्रांसफर (एलएमसीटी) संक्रमण हो सकता है। ये सबसे आसानी से तब हो सकते हैं जब धातु उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में हो। उदाहरण के लिए,  क्रोमेट आयन,  डाइक्रोमेट  और  परमैंगनेट  आयनों का रंग LMCT संक्रमण के कारण होता है। एक अन्य उदाहरण है कि  मर्क्यूरिक आयोडाइड , HgI2, LMCT संक्रमण के कारण लाल है।

सामान्य चार्ज ट्रांसफर ट्रांज़िशन में d-d ट्रांज़िशन की तुलना में अधिक तीव्र रंग होते हैं।
 * डी-डी संक्रमण। एक इलेक्ट्रॉन एक डी-कक्षीय  से दूसरे में कूदता है। संक्रमण धातुओं के परिसरों में d कक्षकों में सभी की ऊर्जा समान नहीं होती है।  क्रिस्टल क्षेत्र  सिद्धांत का उपयोग करके डी ऑर्बिटल्स के विभाजन के पैटर्न की गणना की जा सकती है। विभाजन की सीमा विशेष धातु, उसकी ऑक्सीकरण अवस्था और लिगेंड्स की प्रकृति पर निर्भर करती है। वास्तविक ऊर्जा स्तर तानाबे-सुगानो आरेखों पर दिखाए जाते हैं।

सेंट्रोसिमेट्रिक कॉम्प्लेक्स में, जैसे कि ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स, डी-डी ट्रांज़िशन लैपोर्ट नियम द्वारा निषिद्ध हैं और केवल  वाइब्रोनिक युग्मन  के कारण होते हैं जिसमें एक डी-डी ट्रांज़िशन के साथ एक  आणविक कंपन  होता है। टेट्राहेड्रल परिसरों में कुछ अधिक तीव्र रंग होते हैं क्योंकि समरूपता का कोई केंद्र नहीं होने पर डी और पी ऑर्बिटल्स को मिलाना संभव है, इसलिए संक्रमण शुद्ध डी-डी संक्रमण नहीं हैं। डी-डी संक्रमण के कारण बैंड की  दाढ़ अवशोषण  (ε) अपेक्षाकृत कम है, मोटे तौर पर 5-500 एम की सीमा में है-1सेमी−1 (जहाँ मोलर सांद्रता = mol dm-3)। कुछ d-d संक्रमण  स्पिन वर्जित  हैं।  मैंगनीज  (II) के ऑक्टाहेड्रल, हाई-स्पिन कॉम्प्लेक्स में एक उदाहरण होता है, जिसमें एक d. है5 कॉन्फ़िगरेशन जिसमें सभी पांच इलेक्ट्रॉनों के समानांतर स्पिन होते हैं; ऐसे परिसरों का रंग स्पिन-अनुमत संक्रमण वाले परिसरों की तुलना में बहुत कमजोर है। मैंगनीज (II) के कई यौगिक लगभग रंगहीन दिखाई देते हैं। तानाबे-सुगानो आरेख#मैंगनीज(II) हेक्साहाइड्रेट | स्पेक्ट्रम का लगभग 0.04 एम. की अधिकतम दाढ़ अवशोषण दिखाता है-1सेमी−1 दृश्यमान स्पेक्ट्रम में।

ऑक्सीकरण राज्य
संक्रमण धातुओं की एक विशेषता यह है कि वे दो या दो से अधिक ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रदर्शित करती हैं, जो आमतौर पर एक से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, वैनेडियम  के यौगिकों को -1 के बीच सभी ऑक्सीकरण अवस्थाओं में जाना जाता है, जैसे, और +5, जैसे.

13 से 18 के समूह में मुख्य समूह के तत्व भी बहु ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। इन तत्वों की सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ आमतौर पर एक के बजाय दो से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीकरण राज्यों में गैलियम  के यौगिक +1 और +3 मौजूद हैं जिनमें एक गैलियम परमाणु होता है। Ga (II) के यौगिकों में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होगा और एक  मुक्त मूलक  के रूप में व्यवहार करेगा और आम तौर पर तेजी से नष्ट हो जाएगा, लेकिन Ga (II) के कुछ स्थिर मूलक ज्ञात हैं। गैलियम में डिमेरिक यौगिकों में +2 की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था भी होती है, जैसे कि, जिसमें प्रत्येक Ga परमाणु पर अयुग्मित इलेक्ट्रॉन से निर्मित Ga-Ga बंधन होता है। इस प्रकार संक्रमण तत्वों और अन्य तत्वों के बीच ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मुख्य अंतर यह है कि ऑक्सीकरण अवस्थाएँ ज्ञात होती हैं जिनमें तत्व का एक परमाणु और एक या एक से अधिक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

पहली पंक्ति संक्रमण धातुओं में अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था टाइटेनियम  (+4) से मैंगनीज (+7) तक वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है, लेकिन बाद के तत्वों में घट जाती है। दूसरी पंक्ति में,  दयाता  (+8) के साथ अधिकतम होता है, और तीसरी पंक्ति में, इरिडियम (+9) के साथ अधिकतम होता है। यौगिकों में जैसे  तथा, तत्व सहसंयोजक बंधन द्वारा एक स्थिर विन्यास प्राप्त करते हैं।

निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाएं धातु कार्बोनिल  परिसरों में प्रदर्शित होती हैं जैसे  (ऑक्सीकरण अवस्था शून्य) तथा  (ऑक्सीकरण अवस्था -2) जिसमें  18-इलेक्ट्रॉन नियम  का पालन किया जाता है। ये संकुल सहसंयोजी भी होते हैं।

आयनिक यौगिक अधिकतर ऑक्सीकरण अवस्था +2 और +3 के साथ बनते हैं। जलीय घोल में, आयनों को (आमतौर पर) छह पानी के अणुओं द्वारा अष्टकोणीय रूप से व्यवस्थित किया जाता है।

चुंबकत्व
संक्रमण धातु यौगिक अनुचुंबकीय होते हैं जब उनमें एक या अधिक अयुग्मित d इलेक्ट्रॉन होते हैं। ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स में चार और सात डी इलेक्ट्रॉनों के बीच उच्च स्पिन  और निम्न स्पिन दोनों अवस्थाएं संभव हैं। टेट्राहेड्रल ट्रांज़िशन मेटल कॉम्प्लेक्स जैसे  उच्च स्पिन हैं क्योंकि क्रिस्टल क्षेत्र का विभाजन छोटा है ताकि इलेक्ट्रॉनों के कम ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स में होने के कारण प्राप्त होने वाली ऊर्जा हमेशा स्पिन को जोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा से कम हो। कुछ यौगिक प्रतिचुंबकीय हैं। इनमें ऑक्टाहेड्रल, लो-स्पिन, डी. शामिल हैं6 और स्क्वायर-प्लानर d8 कॉम्प्लेक्स। इन मामलों में, क्रिस्टल क्षेत्र विभाजन ऐसा है कि सभी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाता है।

लौहचुंबकत्व तब होता है जब व्यक्तिगत परमाणु अनुचुंबकीय होते हैं और स्पिन वैक्टर एक क्रिस्टलीय सामग्री में एक दूसरे के समानांतर संरेखित होते हैं। धात्विक लोहा और मिश्र धातु  alnico  संक्रमण धातुओं से जुड़े लौहचुंबकीय पदार्थों के उदाहरण हैं।  एंटीफेरोमैग्नेटिक इंटरैक्शन  | एंटी-फेरोमैग्नेटिज्म एक चुंबकीय संपत्ति का एक और उदाहरण है जो ठोस अवस्था में व्यक्तिगत स्पिन के एक विशेष संरेखण से उत्पन्न होता है।

उत्प्रेरक गुण
संक्रमण धातुओं और उनके यौगिकों को उनकी सजातीय और विषम उत्प्रेरक गतिविधि के लिए जाना जाता है। यह गतिविधि कई ऑक्सीकरण राज्यों को अपनाने और परिसरों को बनाने की उनकी क्षमता के लिए जिम्मेदार है। वैनेडियम (वी) ऑक्साइड ( संपर्क प्रक्रिया में), बारीक विभाजित  लोहा  ( हैबर प्रक्रिया  में), और  निकल  ( हाइड्रोजनीकरण  में) कुछ उदाहरण हैं। एक ठोस सतह पर उत्प्रेरक (नैनोमटेरियल-आधारित उत्प्रेरक) में उत्प्रेरक की सतह के प्रतिक्रियाशील अणुओं और परमाणुओं के बीच बंधनों का निर्माण शामिल होता है (पहली पंक्ति संक्रमण धातु बंधन के लिए 3 डी और 4 एस इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करती है)। इसका उत्प्रेरक सतह पर अभिकारकों की सांद्रता बढ़ाने और प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं में बंधों के कमजोर होने (सक्रियण ऊर्जा कम होने) पर प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा क्योंकि संक्रमण धातु आयन अपने ऑक्सीकरण राज्यों को बदल सकते हैं, वे  कटैलिसीस  के रूप में अधिक प्रभावी हो जाते हैं।

एक दिलचस्प प्रकार का कटैलिसीस तब होता है जब प्रतिक्रिया के उत्पाद अधिक उत्प्रेरक ( स्वत: उत्प्रेरण ) उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं। एक उदाहरण अम्लीय पोटेशियम परमैंगनेट  (या मैंगनेट (VII)) के साथ  ऑक्सालिक एसिड  की प्रतिक्रिया है। एक बार थोड़ा मन2+ का उत्पादन किया गया है, यह MnO. के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है4− Mn. का निर्माण3+. यह तब C. के साथ प्रतिक्रिया करता है2O4− आयन बनाने वाले Mn2+ फिर से।

भौतिक गुण
जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, सभी संक्रमण धातुएँ धातुएँ होती हैं और इस प्रकार विद्युत की सुचालक होती हैं।

सामान्य तौर पर, संक्रमण धातुओं में उच्च घनत्व  और उच्च  गलनांक  और  क्वथनांक  होते हैं। ये गुण स्थानीयकृत d इलेक्ट्रॉनों द्वारा  धात्विक बंधन  के कारण होते हैं, जिससे सामंजस्य (रसायन) होता है जो साझा इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ बढ़ता है। हालाँकि, समूह 12 धातुओं में बहुत कम गलनांक और क्वथनांक होते हैं क्योंकि उनके पूर्ण d उप-कोश d-d बॉन्डिंग को रोकते हैं, जो फिर से उन्हें स्वीकृत संक्रमण धातुओं से अलग करता है। बुध का गलनांक होता है −38.83 °C और कमरे के तापमान पर एक तरल है।

यह भी देखें

 * आंतरिक संक्रमण तत्व, f-ब्लॉक के किसी भी सदस्य को दिया गया नाम
 * मुख्य-समूह तत्व, संक्रमण धातु के अलावा एक तत्व
 * लिगैंड फील्ड सिद्धांत सहसंयोजकता को ध्यान में रखते हुए क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत  का विकास
 * क्रिस्टल फील्ड थ्योरी एक मॉडल जो इलेक्ट्रॉनिक कक्षीय राज्यों के डीजेनरेट ऊर्जा स्तरों के टूटने का वर्णन करता है
 * संक्रमण के बाद धातु, आवर्त सारणी में संक्रमण धातुओं के दाईं ओर एक धातु तत्व